电感耦合等离子体发射光谱法测定地表水和地下水中的硫酸盐.docx

电感耦合等离子体发射光谱法测定地表水和地下水中的硫酸盐陈奎（四川省冶金地质岩矿测试中心，眉山，620860）摘要：测定硫酸盐的方法有称量法、EDTA容量法[9]、硫酸钡比浊法、离子色谱法[3]、铬酸钡比色法[5-6]等。称量法为经典方法，手续繁琐且不能测定浓度低于10mg／L的硫酸盐，目前在常规分析中已较少应用。EDTA容量法操作过程复杂，分析时间较长，对操作人员要求较高。硫酸钡比浊法可测40mg／L以下的硫酸盐，但反应条件苛刻，近年来对加入试剂的方式加以改进，获得较好精密度。铬酸钡比色法由于用到铬酸钾，会造成环境的二次污染，所以不推荐使用。离子色谱法是目前测定硫酸盐较好的方法，但设备较昂贵，尚不能在基层水质分析室推广使用。此前有方法直接利用ICP-AES法测定水中的全S来近似代替硫酸根[14],但是由于S存在着多种形态，所以对测定结果干扰较大。本文采用电感耦合等离子体发射光谱法技术，直接测定水中硫酸盐，其前处理简单，加盐酸后加热便可以除去碳酸盐、硫化物等物质的干扰。该方法同称量法、铬酸钡比色法、离子色谱法等进行比较，质控样测定结果满意，相对标准偏差小于3.0%，方法检出限为0.014mg/L。对于一般地表水和地下水中的低、中、高含量的硫酸盐测定均适用。关键词：硫酸盐；电感耦合等离子体发射光谱法；pH值；直接测定硫酸盐在自然界中分布广泛。地表水和地下水中硫酸盐主要来源于岩石土壤中矿物组分的风化和溶淋，金属硫化物氧化也会使硫酸盐含增大。饮用水中硫酸盐浓度过高，易使锅炉和热水器结垢，产生不良的水味，当浓度超过750mg/L时，饮用后可致腹泻，对人的身体健康造成影响。国标要求生活饮用水硫酸盐的含量应小于250mg/L。1 实验部分仪器及工作条件Optima 5300V型电感耦合等离子体发射光谱仪，主要工作参数见下表1,恒温电热板KSW-12-12，实验室纯水系统AK--RO-UP-200表1 ICP-OES工作参数工作参数设定条件工作参数设定条件蠕动泵转速60r/min稳定时间6s垂直观测高度15mm重复次数1次RF功率1300W冷却气流量15L/min积分时间8s辅助气流量0.20L/min冲洗时间8s雾化气流量1.00L/min标准物质及主要试剂硫酸盐标准储备液[ρ(SO42-)]=1.0mg/mL:称取1.4786g无水硫酸钠或1.8141g无水硫酸钾，溶于纯净水中，并定容至1000mL。硫酸盐标准使用液[ρ(SO42-)]=100μg/mL。移取10mL上述储备液于100mL容量瓶并定容。标准物质样品：选用中华人民共和国国家标准GSB07-1196-2000 批号：201927，201928，201929三种质控样作为参考样品，利用ICP-OES法测定其硫酸盐的含量。其硫酸盐参考值分别为：212±8mg/L、13.0±0.7mg/L、80.2±3mg/L。硝酸钡溶液（含钡量为1.0mg/mL），硝酸钡，盐酸均为优级纯试剂标准曲线分别移取硫酸盐标准使用液[ρ(SO42-)]=100μg/mL：0.00、1.00、2.00、5.00、10.00、20.00、30.00mL于100mL烧杯中，补足纯净水至50mL，滴加2滴甲基橙指示剂，用1+1盐酸调节至红色再过量3mL，于恒温电热板上加热煮沸5分钟，再加入5.0mL硝酸钡溶液（硝酸钡的加入量要根据样品中硫酸盐的含量来定，要保证有足够的钡离子与硫酸盐反应），继续将烧杯置于恒温电热板上加热煮沸10分钟，保温半小时后冷却至室温，并转移到100mL容量瓶中，用纯净水定容至刻度，摇匀。用0.45μm滤膜干抽滤于25mL比色管中，再按仪器最佳工作条件进行测定，用扣除空白的信号值与相对于的钡离子浓度mg/L绘制校准曲线。实验方法准确移取50.00mL水样于100mL烧杯中，可以根据水样中硫酸盐含量的高低适当减少取样量，按照1.3相同的处理方法进行前处理后，再进行测定。所测得的物质为硝酸钡溶液中的钡离子与硫酸盐反应后剩余的钡离子的含量，再根据消耗的钡离子的含量间接换算出参与反应的硫酸盐的含量。离子反应方程式为：Ba2++SO42- =BaSO4(沉淀）结果与讨论溶液pH值对于检测结果的影响酸化过程中补加的盐酸量不同对测定结果有明显的影响，尤其是当水样中含有大量大碳酸盐的时候，盐酸量不够，会导致加入的硝酸钡消耗量增加，从而使结果偏高，而当盐酸量加入过大，会直接导致硫酸钡的溶解度增加，从而使检测结果偏低。本方法选择1+1盐酸加入量为3.0mL,具体实验情况见下表2：表2 溶液pH值对检测结果的影响1+1盐酸加入量(mL)实验样品1#允许差%参考值mg/L实验样品2#允许差%参考值mg/L硫酸盐含量（mg/L)相对偏差(%)硫酸盐含量（mg/L)相对偏差(%)065412032.