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中华人民共和国生态环境标准《水质 硫化物的测定 亚甲基蓝分光光度法》 HJ 1226-2022。
样品中的硫化物经酸化、加热氮吹或者蒸馏后,产生的硫化氢用氢氧化钠溶液吸收,生成
的 硫离子在硫酸铁铵酸性溶液中与 N, N—二甲基对苯二胺反应, 生成亚甲基蓝, 在 665nm 波长 处测定。
合用于地表水、地下水、生活污水、工业废水和海水中硫化物的测定。
当取样体积为 200ml,使用 10mm 光程比色皿时,方法检出限为 0.01mg/L,测定下限为 0.04mg/L;使用 30mm 光程比色皿时,方法检出限为 0.003mg/L,测定下限为 0.012mg/L。注: 30 mm 光程比色皿仅用于地下水的测定,前处理法应采用“酸化-蒸馏-吸收”法。
3.1 除氧去离子水:通过离子交换柱制得去离子水,以200ml/min~300ml/min 的速度通氮气约 20 min,使水中氮气饱和,以除去水中溶解氧。制备的除氧去离子水应即将密封,并存放于玻璃 瓶内。临用现制。 3.2 氢氧化钠(NaOH)。 3.3 氮气纯度>99.99%。 3.4 硫酸 H2SO4 :ρ=1.84g/mL
3.5 盐酸溶液:量取 250ml 盐酸缓慢注入 250ml 水中,冷却。
3.6N,N— 二甲基对苯二胺 (对氨基二甲基苯胺 )溶液:称取 2g N,N— 二甲基对苯二胺盐酸盐 [NH2C6H4N(CH3 )2 2HCl]于 200 mL 水中,徐徐加入 200mL 浓硫酸,冷却后用水稀释至 1000mL, 摇匀。此溶液室温下贮存于密闭的棕色瓶内,可稳定三个月。
3.7 硫酸铁铵溶液:称取 25g 硫酸铁铵 [Fe(NH4)(SO4)2 · 12H2O] 溶于含有 5mL 浓硫酸的水中, 用水稀释至 250mL,摇匀。溶液如浮现不溶物或者浑浊,应过滤后使用。
3.8 抗氧化剂溶液:称取 4g 抗坏血酸(C6H8O6)、0.2g 乙二胺四乙酸二钠(EDTA)和 0.6g 氢氧 化钠(NaOH)溶于 100mL 水中,摇匀并贮存在棕色瓶内。本溶液应在使用当天配制。
3.9 乙酸锌 — 乙酸钠溶液:称取 50g 乙酸锌 (ZnAc2 · 2H2O)和 12.5g 乙酸钠 (NaAc3H2O)溶于 1000mL 水中,摇匀。
3.10 氢氧化钠溶液: ρ (NaOH) =10g/L:称取 10.0g 氢氧化钠溶于 1000ml 水中,摇匀。
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3.11 硫化物标准贮备液: 可用国家有证标准物质标准溶液浓度: 100mg/L,不确定度为 5% , 编 号: B21100109。
3.12 硫化物标准使用液: ρ=10.00mg/L:将一定量硫化物标准溶液移入到已加入 2.0ml 氢氧化钠 溶液和适量除氧去离子水的 100ml 棕色容量瓶中,用除氧去离子水定容,配制成含硫离子浓度 为 10.00mg/L 的硫化物标准使用液。临配现制。
3.13 硫化物标准使用液: ρ=2.00mg/L:将一定量硫化物标准溶液移入到已加入 2.0ml 氢氧化钠 溶液和适量除氧去离子水的 100ml 棕色容量瓶中,用除氧去离子水定容,配制成含硫离子浓度 为 2.00mg/L 的硫化物标准使用液。临配现制。
4.1 酸化— 吹入— 吸收装置 4.2 酸化—蒸馏— 吸收装置
4.3 氮气流量计:测量范围0~500mL/min。 4.4 可见分光光度计(VIS-7220N)。
4.5 样品瓶: 250 ml 或者 500ml ,棕色具塞磨口玻璃瓶。 4.6 容量瓶: 100mL、250mL 、500mL、1000mL。 4.7 具塞比色管: 100mL。
按照 HJ/T91 、HJ 91.1、HJ 164 、HJ442.3 和 HJ493 的相关规定采集样品。
采样时,采样瓶中先加入乙酸锌溶液,再加水样近满瓶,然后挨次加入氢氧化钠溶液和抗
氧化剂溶液,加塞后不留液上空间。通常每升水样加入2mL 乙酸锌溶液、 1mL 氢氧化钠溶液和 2mL 抗氧化剂溶液。硫化物含量较高时应继续滴加乙酸锌溶液直至沉淀彻底。固定后样品于 4d 内测定。
在采样现场用实验用水代替水样,以同样步骤加入乙酸锌溶液、氢氧化钠溶液和抗氧化剂 溶液后,作为全程序空白样品带回实验室。
参照标准,该检测项目符合普通实验室的环境要求。
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该项配备上岗资质人员:
8.1 校准曲线的绘制
取6支吸收管,各加入20mL氢氧化钠吸收液,分别量取0.00ml 、0.50ml 、1.00ml 、2.00ml 、 4.00ml 、7.00ml硫化物标准使用溶液(3.12)移入吸收管,加除氧去离子水至约60ml,沿吸收管 壁缓慢加入10mlN,N-二甲对苯二胺溶液, 即将盖塞并缓慢倒转一次。拔塞,沿吸收管壁缓慢加 入1ml硫酸铁铵溶液,即将盖塞并充分摇匀。放置10min后,用除氧去离子水定容至标线,摇匀。 使用10mm光呈比色皿,以除氧去离子水做参比,在波长655nm处测量吸光度。以硫化物的含量 (μg)为横坐标,以扣除零浓度后的吸光度值为纵坐标,建立高浓度标准溶液。
取6支吸收管,各加入20mL氢氧化钠吸收液,分别量取0.00ml 、1.00ml 、2.50ml 、5.00ml 、 7.50ml 、10.00ml硫化物标准使用液(3.13),加除氧去离子水至约60ml,沿吸收管壁缓慢加入 10mlN ,N-二甲对苯二胺溶液,即将盖塞并缓慢倒转一次。拔塞,沿吸收管壁缓慢加入1ml硫酸 铁铵溶液, 即将盖塞并充分摇匀。 放置10min后, 用除氧去离子水定容至标线, 摇匀。 使用30mm 光呈比色皿,以除氧去离子水做参比,在波长655nm处测量吸光度。以硫化物的含量(μg)为 横坐标,以扣除零浓度后的吸光度值为纵坐标,建立低浓度标准曲线。
8.2 样品测定
8.2.1 酸化—蒸馏— 吸收法
量取200ml混匀的水样, 或者适量样品加除氧去离子水稀释至200ml,迅速转移至500ml蒸馏瓶 中,再加入5ml抗氧化剂溶液,轻轻摇动,加数粒玻璃珠。量取20.0ml氢氧化钠溶液于100ml吸 收管中作为吸收液,插入馏出液导管至吸收液液面以下,以保证吸收彻底。打开冷凝水,向蒸 馏瓶中迅速加入10ml盐酸溶液,即将盖紧塞子,打开温控电炉,调节到适当的加热温度,以 2ml/min~4ml/min的馏出速度蒸馏。当吸收管中的溶液体积达到60ml时,撤下蒸馏瓶,取下吸收 管,住手蒸馏。用少量除氧去离子水冲出馏出液导管,并入吸收液中,待测。
8.2.2 酸化— 吹气— 吸收法
量取200 ml混匀的水样,或者适量样品加除氧去离子水稀释至200 ml,迅速转移至500 ml反应 瓶中,再加入5 ml抗氧化剂溶液,轻轻摇动。量取20.0 ml氢氧化钠溶液于100 ml吸收管 中作为
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吸收液,插入导气管至吸收液液面以下,以保证吸收彻底。连接好装置,开启水浴装置使温度 升至60 ℃~70 ℃。接通氮气,调整流量至300ml/min ,5 min后,关闭气源。关闭加酸分液漏 斗活塞,打开分液漏斗顶盖加入10 ml盐酸溶液后盖紧,缓慢旋开活塞,接通氮气,将反应瓶放 入水浴装置中。维持氮气流量为300 ml/min,连续吹气30 min,撤下反应瓶,断开导气管,关闭 气源。用少量除氧去离子水冲洗导气管,并入吸收液中,加除氧去离子水至约60ml ,待测。
8.3 空白试验
用实验用水代替实际样品,按照与试样的制备(6.2)相同的步骤进行实验室空白试样的制 备。
8.4 计算结果
硫化物的含量 c (mg/L)按下式计算:
式中:
A 一 A0一 a c
V b
c—样品中硫化物的浓度, mg/L; A —试样的吸光度;
A0— 空白试样的吸光度; a —标准曲线的截距;
b —标准曲线的斜率,μg- 1; V—试样的体积, ml。
(1)
9.1 校准曲线 9.1.1 低浓度曲线
按本标准规定的分析步骤绘制了校准曲线,校准曲线数据见表 1:
表 1 低浓度校准曲线
标准溶液加入体积(mL)
0.00
1.00
2.50
5.00
7.50 15.00
10.00
标准物质含量(μg)
0.00
2.00
5.00 0.197
10.00
20.00
吸光度
曲线
0.019 0.084 0.365 0.542 0.698
线性及相关系数 y=0.0342x+0.0018 r=0.9997
标准溶液浓度 2.00mg/L,各加入不同浓度的体积于 100ml 的比色管中,用 30mm
备注
比色皿比色。
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从表 1 可看出,校准曲线线 r 值在 0.999 以上,校准曲线线性合格。
9.1.2 高浓度曲线
按本标准规定的分析步骤绘制了校准曲线,校准曲线数据见表 2:
表 2 高浓度校准曲线
标准溶液加入体积(mL)
0.00
0.50
1.00
2.00
4.00
7.00 70.00
标准物质含量(μg)
0.00
5.00 0.052
10.00
20.00
40.00
吸光度
曲线
0.006 0.112 0.212 0.395 0.693
线性及相关系数 y=0.0098x+0.0028 r=0.9997
标准溶液浓度为 10.00mg/L,各加入不同浓度的体积于 100ml 的比色管中,用
备注
10mm 比色皿比色。
从表 2 可看出,校准曲线线 r 值在 0.999 以上,校准曲线线性合格。
9.2 方法检出限
9.2.1低浓度检出限
由于样品未检出,按照样品的测定步骤,以标液污染样品(样品编号: ),使浓度估计 为检出限的 3-4 倍,对污染后的样品进行 7 次平行测定,计算其标准偏差,具体数据见表 3:
表 3
测量序号(n) 测量值(mg/L)
1
2
3
4
5
6
7 0.012
0.012 0.011 0.011 0.012 0.013 0.011
线性方程: y=0.0342x+0.0018
7 次平行测定标准偏差(mg/L): 0.00073
MDL=t ×s (n-1,0.99) (2)式中:
(2)
MDL—方法检出限;
n—样品的平行测定次数;
t— 自由度为 n-1,置信度为 99%时的 t 分布(单侧);
s—n 次平行测定的标准偏差。
其中,当 n 为 7,自由度为 6,置信度为 99% 时的 t 值,取 3.143。
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按式(2)计算 MDL,MDL=3.143×0.00073=0.0023 mg/L,该方法规定低浓度的检出限为 0.003 mg/L,满足要求。
9.2.2 高浓度检出限
根据本标准方法全程序平行测定样品编号为()的污水样品7次,方法检出限数据见表4:
表 4
测量序号(n) 测量值(mg/L)
1
2
3
4
5
6
7 0.027
0.029 0.027 0.030 0.028 0.028 0.029
线性方程: y=0.0098x+0.0028
7 次平行测定标准偏差(mg/L): 0.00111
MDL=t ×s (n-1,0.99)
(2)
其中,当 n 为 7,自由度为 6,置信度为 99% 时的 t 值,取 3.143。
按式(2)计算 MDL,MDL=3.143×0.00111=0.0035 mg/L,该方法规定高浓度的检出限为 0.01 mg/L,满足要求。
9.3 方法精密度 9.3.1 低浓度样品精密度
由于样品未检出,按照样品的测定步骤,以标液污染样品(样品编号: ),使浓度估计 为检出限的 3-4 倍,对污染后的样品进行 6 次平行测定, 计算其相对标准偏差, 具体数据见表 5:
表 5
测量序号
1
2
3
4
5
6 0.011
测量浓度(mg/L)
0.011 0.013 0.012
0.011 0.012
0.012
平均值(mg/L)
标准偏差(mg/L)
0.00077
相对标准偏差(%)
6.5
结论:该标准示例的地下水的实验室内相对偏差范围为 6.2~12%,可知满足要求。
9.3.2 高浓度样品精密度
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根据本标准方法全程序平行测定样品编号为***的污水样品6次,精密度数据见表6:
表 6
测量序号
6
1
2
3
4
5
测量浓度(mg/L)
0.027 0.029 0.030
0.03
0.029
0.028 0.029
平均值(mg/L)
标准偏差(mg/L) 相对标准偏差(%)
0.0012
4.1
结论:该标准示例的生活污水的实验室内相对偏差范围为 2.8~7.7%,可知满足要求。
9.4 方法正确度
9.4.1 低浓度正确度
对加标浓度为 0.01mg/L 、0.05mg/L、0.09mg/L 的地下水样品进行三次重复测定,测得结果 如下表:
表 7
加标浓度(mg/L)
加标前浓度(mg/L)
加标后浓度(mg/L)
回收率%
ND
0.01
0.00674 0.00776
67.4 77.6 67.4
ND ND ND
0.00674
0.0414 0.0430
82.8
0.05
ND ND
86.0 81.8
0.0409
ND
0.09
0.0884 0.0899
88.4 89.9
90.9
ND ND
0.0909
结论:该标准规定的加标回收率范围为 60%-120%,本次实验对不同浓度的加标回收率均在范围 之内。
9.4.2 高浓度正确度
平行测定硫化物有证标准物质(浓度: 4.59±0.23mg/L,证书编号: ***) 3次,数据见表8:
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表 8
检测项目
标准值(mg/L)
扩展不确定度(mg/L)
测量序号 (n)
1
测量值(mg/L)
4.58 4.64 4.53
硫化物 4.59 0.23 2 3
结论: 3 次测量值皆在标准值扩展不确定度范围内,表明方法正确度合格。
经验证,本实验室已具备开展该方法测试所需的仪器设备、试剂材料和实验室环境条件, 相关的仪器设备、试剂材料和环境条件皆达到标准的要求,对该方法的线性、检出限、精密度 和正确度进行了验证,能满足该标准方法的要求,表明本实验室已具备开展《水质 硫化物的测 定 亚甲基蓝分光光度法》 HJ 1226-2022 的所有条件,可以开展该项目的检测工作。
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