工业废水水样检测中硫化物含量的分光光度法测定步骤

工业废水中的硫化物（如S²⁻、HS⁻、H₂S）具有强腐蚀性与生物毒性，会腐蚀管道、危害水生生物，是重点监控的污染物指标之一。亚甲基蓝分光光度法因灵敏度高、操作简便，是GB/T 16489-1996规定的硫化物测定标准方法，而准确遵循测定步骤是保证结果可靠性的核心——从样品采集到数据计算，每一步的细节控制都直接影响最终结果。

样品的采集与保存

硫化物易被氧化、挥发，样品采集需用棕色玻璃瓶（避免光照加速分解），且应充满容器（不留顶空），防止空气进入导致硫化物氧化为硫单质或硫酸根。

采集时需现场固定：将样品缓慢注入预先加有醋酸锌-醋酸钠溶液的瓶中（每100ml样品加2ml 1mol/L醋酸锌-醋酸钠），摇匀使硫化物形成硫化锌沉淀，避免其溶解流失。

固定后的样品需在4℃冰箱中冷藏，且应在24小时内测定——若保存时间过长，沉淀可能逐渐氧化，导致测定结果偏低。

注意：采集含悬浮物的废水时，应摇匀后取代表性样品，避免悬浮物吸附硫化物导致结果偏差。

试剂与仪器的准备

核心试剂包括：醋酸锌-醋酸钠溶液（样品固定）、1mol/L氢氧化钠溶液（吸收液）、对氨基二甲基苯胺盐酸盐溶液（显色剂，需用无硫化物水配制，避光保存）、10%硫酸铁铵溶液（氧化剂，助显色反应）、硫化物标准储备液（用硫化钠配制，需用碘量法标定浓度）。

试剂配制需用无硫化物蒸馏水：将蒸馏水煮沸15分钟，冷却后密封保存，避免吸收空气中的硫化氢。

仪器方面，需准备分光光度计（波长调至665nm，亚甲基蓝的最大吸收波长）、1cm或2cm比色皿、50ml具塞比色管（避免显色过程中挥发）、酸化吹气装置（预处理用）、移液管（精度0.1ml）、恒温水浴锅（控制显色温度）。

分光光度计需提前预热30分钟，比色皿用后需用乙醇冲洗，避免残留显色剂附着影响后续测定。

标准储备液需现用现标定：取10ml储备液于碘量瓶，加50ml水、10ml 0.1mol/L碘溶液、5ml盐酸，摇匀后暗处放置5分钟，用0.1mol/L硫代硫酸钠滴定至淡黄色，加淀粉指示剂继续滴定至蓝色消失，计算浓度（C= (V₁-V₂)×C₁×16.03/V，其中V₁为碘溶液体积，V₂为硫代硫酸钠体积，C₁为硫代硫酸钠浓度，16.03为硫化物摩尔质量）。

样品的预处理——酸化吹气法

工业废水常含悬浮物、色度、重金属离子（如Cu²⁺）等干扰物质，会吸附硫化物或阻碍显色反应，需通过酸化吹气法预处理。

操作步骤：取25ml固定后的样品于吹气装置的反应瓶中，加5ml浓盐酸（酸化至pH<2），使硫化锌沉淀转化为硫化氢气体（ZnS + 2HCl = ZnCl₂ + H₂S↑）。

连接氮气源，调节流速至150ml/min，吹气30分钟——氮气将硫化氢气体带入吸收管（内装10ml 1mol/L氢氧化钠溶液），吸收液中的氢氧化钠与硫化氢反应生成硫化钠（H₂S + 2NaOH = Na₂S + 2H₂O），实现硫化物的分离富集。

吹气过程中需保持反应瓶温度为25-30℃（可水浴加热），避免温度过低导致吹气不完全。

预处理后，吸收液需立即用于显色测定，避免硫化钠再次氧化。

标准曲线的绘制

标准曲线是定量的基础，需严格控制操作条件与样品测定一致。

首先稀释标准储备液：取10ml标定后的储备液（如1000μg/ml），用无氧水定容至1000ml，得到10μg/ml的标准使用液。

取7支50ml具塞比色管，分别加入0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml标准使用液（对应硫化物质量0、5、10、20、30、40、50μg），各加1mol/L氢氧化钠溶液至10ml，摇匀。

依次加入1ml对氨基二甲基苯胺盐酸盐溶液，摇匀后放置1分钟；再加1ml硫酸铁铵溶液，摇匀后放置10分钟——此时发生显色反应：对氨基二甲基苯胺与硫化氢在硫酸铁铵氧化下生成亚甲基蓝（蓝色染料）。

用无硫化物水定容至50ml，以空白管（0ml标准液）为参比，在665nm波长下测定各管吸光度。

以硫化物质量（μg）为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线，计算回归方程（如y = a x + b，a为斜率，b为截距）——线性相关系数r需≥0.999，否则需重新绘制。

样品的显色与测定

将预处理后的吸收液全部转移至50ml具塞比色管，用少量无硫化物水冲洗吸收管，合并冲洗液至比色管，总体积约10ml。

按照标准曲线的操作步骤显色：加1ml对氨基二甲基苯胺溶液，摇匀1分钟；加1ml硫酸铁铵溶液，摇匀后静置10分钟（温度保持20-25℃，若室温过低，可水浴加热至20℃）。

定容至50ml，以空白试剂（10ml氢氧化钠溶液+显色剂+氧化剂，定容至50ml）为参比，测定样品的吸光度。

注意：显色顺序不能颠倒——若先加硫酸铁铵再加显色剂，会导致对氨基二甲基苯胺被氧化为无显色能力的物质，无法形成亚甲基蓝。

若样品吸光度超过标准曲线范围（如大于50μg对应的吸光度），需稀释吸收液后重新测定（如取5ml吸收液，加5ml氢氧化钠溶液，再显色）。

干扰物质的消除

工业废水常见干扰及消除方法需针对性处理：

1、亚硫酸盐、硫代硫酸盐：这类还原性物质会与显色剂反应，降低吸光度。可在预处理前向样品中加2ml 37%甲醛溶液，甲醛与亚硫酸盐反应生成稳定的羟基甲烷磺酸，消除干扰。

2、重金属离子（Cu²⁺、Hg²⁺）：会与硫化物形成稳定络合物，阻碍硫化氢的释放。预处理时延长吹气时间至40分钟，或在样品中加5ml 0.1mol/L EDTA溶液（络合重金属离子）。

3、色度与浊度：预处理的酸化吹气法可完全消除——色度与浊度留在反应瓶中，硫化物以硫化氢形式进入吸收液，吸收液为无色透明。

4、悬浮物：采集时摇匀样品，或预处理前用0.45μm微孔滤膜过滤，但过滤会损失悬浮物吸附的硫化物，需同时测定过滤液与悬浮物中的硫化物（用酸消解后合并）。

结果的计算与数据验证

根据样品吸光度，从标准曲线查得对应的硫化物质量（m，μg），按公式计算样品浓度：C（mg/L）= m / V，其中V为预处理时取的样品体积（如25ml）。

若吸收液经稀释（如取5ml吸收液测定），需乘以稀释倍数（如5ml吸收液对应原10ml吸收液，稀释倍数为2）。

平行样验证：取同一水样做2份平行测定，相对偏差需≤10%——若偏差过大，需检查移液是否准确、显色时间是否一致或仪器是否稳定。

加标回收率验证：向样品中加入已知量的标准使用液（如加10μg硫化物），测定后计算回收率（回收率=（加标后测定值-样品原值）/加标量×100%），回收率需在85%-115%之间，说明方法准确可靠。

例如：样品原值为15μg，加标10μg后测定值为24μg，回收率=（24-15）/10×100%=90%，符合要求。

注意事项与常见问题处理

1、试剂保存：对氨基二甲基苯胺溶液需用棕色瓶避光保存，有效期1周；硫酸铁铵溶液需过滤除去不溶物，避免显色后浑浊。

2、吹气控制：氮气流速不能过快（>200ml/min），否则会将吸收液吹入管路；也不能过慢（<100ml/min），否则吹气不完全。

3、显色温度：低于15℃时，显色反应缓慢，吸光度偏低；需将比色管置于20℃水浴中10分钟，保证显色完全。

4、空白值异常：若空白吸光度过高（>0.1），可能是试剂被硫化物污染——需重新配制试剂，并用无硫化物水冲洗所有容器。

5、安全防护：硫化氢是剧毒气体，预处理需在通风橱中进行，避免吸入；硫化钠、盐酸等试剂需佩戴手套操作，防止腐蚀皮肤。