一种分子光谱吸收法快速测定水中高锰酸盐指数的方法

摘要

本发明公开了一种分子光谱吸收法快速测定水中高锰酸盐指数的方法，该方法包括选取比色管抽取水样后加入适量硫酸使其呈酸性，再加入0.01umol/L至0.2umol/L的高锰酸盐溶液并在100度的加热反应器中加热30分钟，冷却后，剩余的高锰酸盐用亚硝酸盐还原并加入过量，反应3至5分钟，定容后，取出经定容后的1ml反应液放置于25ml比色管中，再加入柠檬酸-乙醇溶液，将亚硝酸盐瞬间转化为二氧化氮，并用载气载入气相分子至吸收光管中，在213.9纳米波长处测定吸光值。本发明通过间接测定亚硝酸盐的方式，建立水中高锰酸盐指数的快速定量分析方法，具有测定快速，准确度高，浊度影响少，所用试剂少且安全环保的特点，可广泛的应用于应急、在线监测、流动注射及实验室信息化管理等。

说明书

技术领域

本发明涉及一种对水体质量检测的方法，特别是一种间接式测定水质高锰酸盐指数的方法，具体地说是一种分子光谱吸收法快速测定水中高锰酸盐指数的方法。

背景技术

高锰酸盐指数为地表水体受有机污染物或还原性无机污染物，污染程度的综合指标，是指在酸性或碱性的介质中以高锰酸盐为氧化剂处理水样时所消耗的氧，以氧的mg/l来表示。一般采用水样被高锰酸盐氧化后用草酸钠还原，再用高锰酸盐滴定多余草酸钠的方法进行测定，用还原反应和加热氧化后高锰酸盐残留量测定的方法检测水中高锰酸盐指数，采用这种方法不仅需要配制草酸钠标准溶液，而且标定时需要两人八平行，费工费时，滴定高锰酸盐处理液时又要平行两次，非常麻烦，操作繁琐，还原条件苛刻。因此难以适应日益繁重的水质监测工作的需要。目前，随着检测技术的发展，已有多种检测方法和手段，其操作更加简便，而且效率高，速度快有利于检测过程自动化与实验室信息化管理。但是实践证明，采用不同的还原剂会影响检测的精度，其相对偏差不同，如何才能快速有效，高质量的测定水中高锰酸盐指数是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种分子光谱吸收法快速测定水中高锰酸盐指数的方法，其能在常温的条件下通过对多余还原剂的测定，实现快速高效、精确的检测，并且具有浊度影响少，所用试剂安全环保等特点，特别适合于应急、在线监测、流动注射领域的仪器的开发与使用。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种分子光谱吸收法快速测定水中高锰酸盐指数的方法，该方法包括首先选取比色管抽取水样，并加入适量硫酸使其呈酸性后，再加入0.01umol/L至0.2umol/L的高锰酸盐溶液并在100度的加热反应器中加热一定时间，取出经自然冷却后，消解剩余的高锰酸盐则用亚硝酸盐作为还原剂还原并加入过量，反应3至5分钟，定容后，取出经定容后的1ml反应液放置于25ml比色管中，再次定容后，再加入柠檬酸-乙醇溶液，在柠檬酸的介质中以乙醇为催化剂，将亚硝酸盐瞬间转化为二氧化氮，并用载气载入气相分子至吸收光管中，在213.9纳米波长处测定吸光值。

所采取的进一步技术措施还包括：

上述的测定吸光值采用分子吸收光谱仪检测。

上述选取的比色管为10ml比色管，并抽取水样5ml，加入3ml硫酸1+3和0.5ml高锰酸钾1/5KMnO4＝0.01mol/l，在100度DG200加热反应器中加热30分钟，冷却后加入100mg/l亚硝酸盐0.7ml。

上述的加入的柠檬酸-乙醇溶液为C＝0.5mol/L柠檬酸+10％乙醇。

上述的高锰酸钾、硫酸、柠檬酸-乙醇溶液、亚硝酸盐均为分析纯。

上述的载气氮气输入压力为0.2MP，所述分子吸收光谱仪的锌空心阴极灯电流为2.5Ma，测量峰高积分时间为2.0min。

与现有技术相比，本发明以亚硝酸盐作为还原剂，通过间接测定亚硝酸盐的方式，建立了水中的高锰酸盐指数的快速定量分析方法。水样中的高锰酸盐加硫酸氧化后，用亚硝酸盐进行还原，再用分子光谱吸收法方法测定亚硝酸盐，间接测定高锰酸盐指数。结果表明，方法的检出范围为0～9mg/l，检出限0.27mg/l，平均回收率96.9～102.5％，相对标准偏差3.1～5.2％不高于10％。该方法可以在常温的条件下进行多余的亚硝酸盐测定，具有测定快速，准确度高，浊度影响少，所用试剂量少且安全环保等优点，特别适合于应急、在线监测、流动注射领域的仪器的开发与使用。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明的一种分子光谱吸收法快速测定水中高锰酸盐指数的方法，该方法包括首先选取比色管抽取水样，并加入适量硫酸使其呈酸性后，再加入0.01umol/L至0.2umol/L的高锰酸盐溶液并在100度的加热反应器中加热一定时间，取出经自然冷却后，消解剩余的高锰酸盐则用亚硝酸盐作为还原剂还原并加入过量，反应3至5分钟，定容后，取出经定容后的1ml反应液放置于25ml比色管中，再次定容后，再加入柠檬酸-乙醇溶液，在柠檬酸的介质中以乙醇为催化剂，将亚硝酸盐瞬间转化为二氧化氮，并用载气载入气相分子至吸收光管中，在213.9纳米波长处测定吸光值。

为取得更好的技术效果，提高检测精度，本发明还包括：

上述的测定吸光值采用分子吸收光谱仪检测。

上述的选取的比色管为10ml比色管，并抽取水样5ml，加入3ml硫酸1+3和0.5ml高锰酸钾1/5KMnO4＝0.01mol/l，在100度DG200加热反应器中加热30分钟，冷却后加入100mg/l亚硝酸盐0.7ml。

上述的加入柠檬酸-乙醇溶液为C＝0.5mol/L柠檬酸+10％乙醇。

上述的高锰酸钾、硫酸、柠檬酸-乙醇溶液、亚硝酸盐均为分析纯。

上述的载气氮气输入压力为0.2MP，所述分子吸收光谱仪的锌空心阴极灯电流为2.5Ma，测量峰高积分时间为2.0min。

本发明采用分子吸收光谱仪检测和DG200加热反应器加热，并以亚硝酸钠为还原剂，能在常温下进行检测，研究结果表明，该方法具有快速简便、灵敏度高精密度好，试剂试样量少，成本低，浊度影响少等优点，并且环保，无二次污染，有利于实现检测过程自动化与实验室信息化管理，特别适合于应急、在线监测、流动注射领域的仪器的开发与使用。该方法经多次试验能获得满意效果。其原理、参数和结果如下：

1、检测原理

水样加入硫酸呈酸性后，加入0.01umol/L至0.2umol/L的高锰酸盐溶液并在100度沸水浴加热一定时间，剩余的高锰酸盐用亚硝酸钠还原并加入过量，再加入柠檬酸-乙醇溶液，在柠檬酸的介质中，加入乙醇为催化剂，将亚硝酸盐瞬间转化为NO2，用载气载入气相分子吸收光管中，在213.9纳米波长处测定吸光值。

2、实验部分

2.1仪器与试剂：

分子吸收光谱仪采用上海北裕公司产品，DG200加热反应器为哈希公司产品。试剂为高锰酸钾1/5KMnO4＝0.01mol/l、1+3硫酸、柠檬酸-乙醇溶液，C＝0.5mol/L柠檬酸+10％乙醇、100mg/l亚硝酸盐，以上试剂均为分析纯。

2.2试验方法：

取10ml比色管，抽取样品5ml，加入0.5ml高锰酸钾，3ml硫酸1+3于100度DG200加热反应器加热30分钟，冷却后加入100mg/l亚硝酸钠0.7ml，反应3-5分钟，取1ml反应液定容至25ml比色管中，再加入柠檬酸-乙醇溶液，C＝0.5mol/L柠檬酸+10％乙醇，在柠檬酸的介质中以乙醇为催化剂，将亚硝酸盐瞬间转化为二氧化氮，并用载气载入气相分子至吸收光管中，在213.9纳米波长处测定吸光值。

2.3加热方式的影响：

用水浴和DG200加热反应器对浓度为4.2mg/L的标准溶液进行加热，重复测定3次表明，二种加热方式对测试结果无明显影响，可以相互替代。

2.4工作条件：

锌空心阴极灯电流：2.5Ma；工作波长213.9nm；氮气输入压力为0.2MP；测量方法：峰高；积分时间2.0min

3、结果与讨论

3.1还原剂的选择：

亚硝酸盐同高锰酸盐反应为无机反应中间产物少。分子吸收光谱法适用于海水地表水工业污水等各类水的测定，检出范围大1。

3.2酸度的选择：

消解完成后，按化学方程平衡计算，加入等摩尔亚硝酸盐NO2-N100mg/l还原。经试验，消解后可直接进分子吸收光谱仪进行检测，高酸性对测定无明显影响。

3.3干扰的消除：

由于水样消解后水样中原有亚硫酸盐等还原性物质已被氧化，不影响测定；高锰酸盐等被亚硝酸盐等还原，浓度较低亦已不影响测定。

3.4工作曲线的制作：

取新配9.60mg/l高锰酸盐标准溶液0.0、0.5、1.0、1.5…5.0，分别按实验步骤操作，测定吸光度并制作标准曲线，标准曲线为Y＝0.0364x+5E-5，高锰酸盐指数的线性范围为0.0～9mg/L，相关系数为0.999，检出限为0.27mg/L。

3.5样品的检测及回收率与精密度：

取不同浓度标准溶液及样品各2个，按实验方法进行检测，用标准曲线法求得高锰酸盐指数，结果见下表：

高锰酸盐指数的测定

  样品  均值mg/L^*  加标量  测定值  加标回收率％  重复率％  标准1(203138)  7.44  3.72  11.12  98.9  3.1  标准2(203137)  2.38  2.38  4.82  102.5  4.7  样品1  8.21  5.21  13.26  96.9  5.2  样品2  2.15  4.22  6.38  100.2  3.4

以上均平行测定5次。

3.6不同分析方法的比较：

经检验，本法与国标监测结果无明显区别。

4、结论：

采用DG200加热反应器消解，用亚硝酸盐还原后，直接用分子吸收原子吸收光谱法进行测定的方法。结果表明，方法的检出范围为0～9mg/l，检出限0.27mg/l，平均回收率96.9～102.5％，相对标准偏差3.1～5.2％不高于10％。该方法具有测定快速，准确度高，浊度影响少，所用试剂安全环保的特点，特别适合于应急、在线监测、流动注射领域的仪器的开发与使用。

本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。