谈硫化物中微量元素测试方法

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　　摘要:硫化物具有很强的毒性,游离或其他形式的硫化物的存在对水的质量有很重要的影响。基于环境和生物学的观点,硫化物微量元素的测定具有重要的实际意义。本文结合目前硫化物中微量元素测试的现状,分析了当前硫化物中微量元素测试方法。
　　关键词:硫化物 微量元素 测试
　　
　　一、硫化物中微量元素测试的现状
　　1978年法国Ifremer的Cymex小组在东太平洋海隆首次发现多金属硫化物开始,掀起了海底热液活动研究的热潮。2008年在东太平洋海隆赤道附近发现两处热液活动区,分别取得硫化物样品,2009年1月在西南印度洋发现非活动热液活动区,取得了硫化物样品,我国已经有能力获得硫化物调查研究的样品,但由于对于海底热液硫化物样品的测定却因为样品中含有大量的硫,以及含有单一的矿物,不同于沉积物、岩石等样品,基体复杂,矿物组成变化大,即使消解后,也因其内部离子成分的不同,存在着干扰或者沉淀等化学反应,因此对硫化物样品方法系统研究就非常必要。就地质样品来说,密闭酸溶法是非常行之有效的,国内外学者对密闭容器改进,改善了样品分解效果,提高了一些元素测试的精确度。可以说密闭消解法是地质分析方法中具有消解稳定,效率高,回收率好等优点,在现今的地质样品分析中广泛应用。本文采用Teflon消解罐密闭消解,通过对国内硫化物标准物质GBW07267、GBW07268、GBW07269与GBW07270以及国外WSM-1a采用不同的样品量、不同的酸, ICP-MS测定硫化物中的微量元素,选取硫化物样品的不同元素的合适测定方法,为现代海底热液活动研究提供测试分析支持。
　　
　　二、硫化物中微量元素测试方法比较
　　(一)胶体分光光度法
　　郁建桥[1]的实验中使用胶体分光光度法测定环境水质中硫化物。通过硫化物在弱酸性溶液中,S2-和Cu2+形成胶体溶液[2],该溶液在某一波长处的吸光度与硫离子浓度在一定范围内符合比耳定律,用此建立了一套测定水和废水中硫化物的新型测定方法。实验中采用7230型分光光度计在波长490 nm, pH在4~7范围内检测结果较好。从实验数据可以看出,硫化物胶体分光光度法的实用性是值得关注的。尤其和吹气法联用,可以消除一些难以预料的干扰,对水和废水中硫化物的测定,不失为一种参考方法。
　　(二)紫外分光光度法
　　郁建桥,刘建琳[3]通过硫化物在强碱性溶液中对紫外光某一波长产生的吸收与硫离子浓度在一定范围内遵守比尔定律,提出用紫外分光光度法,测定水和废水中的硫化物。
　　实验中测定环境水样时,必须经吹气前处理。处理装置同《水和废水监测分析方法指南》改进后的装置。通入氮气使气泡刚好从串联吸收系统的最后一个吸收液中连续冒出,通气40 min(18℃)。吹出的硫化氢气体用NaOH溶液(0.15 mol/L)10mL吸收。实验以0.1010吸光值对应的浓度作为方法检测限,通过计算检测限为0.104 mg/L。王联社[6]等人的实验用气态紫外分光光度法检测水中的硫化物。实验中采用的是UV-260分光光度计(日本岛津),在波长196 nm硫酸比例1∶2的条件下,产生H2S气体进入比色管进行测定。该方法的测量结果与标准方法无明显差异。
　　(三)吹气分光光度法
　　史宝成等人的实验则是用硼氢化钾吹气―分光光度法测定污水中硫化物。硼氢化钾片剂酸性氢化反应,使硫化物同酸作用转化为H2S,并被氢气吹出,以NaOH溶液吸收,再用对氨基二甲基苯胺光度法测定。为了应急监测,研制了LS-1型硫化物快速测试预处理装置,配用DR/2000型便携式分光光度计,可在现场进行水中硫化物的快速监测。其中的LS-1型硫化物快速测试预处理装置有其自有的特点:仪器带有氢化发生反应瓶及与反应瓶相通的进药部分,由旋转活塞、药品勺组成。滴药控制部分有漏斗、活塞和双连球等部件。这两部分可在完全密封情况下,投加硼氢化钾片剂和控制酸的加入量。反应瓶下端用三通活塞和水准瓶联接,水样用水准瓶采取,通过三通活塞排放废液、清洗或重新取样。
　　以不同浓度硫化物标准溶液,用水定容50mL进行直接比色和多次吹气预处理的比色分析,由试验可知,硫化物质量浓度为0.11 mg/L时,氢化吹气法的回收率为57%,而当质量浓度在0.14 mg/L时,回收率可以达到85%。
　　(四)离子浮选分光光度法
　　李新云等的实验是用离子浮选分光光度法测定水中硫离子的,其特点是显色和富集同时完成,且选择性和浓集倍数远高于萃取分离法简便快速。离子浮选富集分离分光光度法测定过程是一种多因素交叉影响的复杂过程,为了快速准确地找出整个测定过程的最优化条件,他们采用改进单纯形优化法(MSM法)。实验结果表明:该研究是可行的,重现性好,其精密度和回收率均取得满意的结果。
　　
　　三、结语
　　在众多的硫化物微量元素检测方法中,各有优缺点,有的测量简单,有的测量结果较精确。流动注射法因为方法简便,检测结果良好,整体效果较好,所以目前使用的比较多。例如,采用反向流动注射法测定海水中硫化物微量元素时,通过对实验条件进行优化,改变显色液R1的浓度、显色液R2的浓度、进样环体积、反应圈长度等条件,可以更好地提高灵敏度和淮确度。这种方法适用于现场实时监测,具备了快速、连续、自动、精密度好、抗干扰能力强等特点。线性范围为0―0.3mg•L-1,回收率在90.8%一102.5%之间。相信在未来不长的时间内会出现更好的硫化物测量体系。
　　
　　参考文献:
　　[1]郁建桥.胶体分光光度法测定环境水质中硫化物的方法研究[J].2002, 22(1): 57-58.
　　[2]陈国珍,黄智贤.紫外可见分光光度法[M].北京:原子能出版社, 1987.
　　[3]郁建桥,刘建琳.紫外分光光度法测定水和废水中硫化物[J].环境监测管理与技术.2000, 12(3): 35-36.

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