高锰酸钾褪色分光光度法测定工作场所空气中硫氢化钠
李春华, 陈炳灿, 唐洪     
江苏省盐城市疾病预防控制中心
摘要: 目的建立高锰酸钾褪色分光光度法测定工作场所空气中硫氢化钠方法。方法空气中硫氢化钠用微孔滤膜采集后,加10mL纯水振荡洗脱,取5mL洗脱液,加1.2mmol/L酸性高锰酸钾溶液5mL,溶液褪色,根据褪色程度与标准系列比较定量。结果方法检测限为9.5μg/m3,线性范围为0~90μg,r=-0.9995,RSD=0.23%~1.93%,加标回收率范围99.2%~100.7%。结论方法操作简便,准确、灵敏、干扰少,能够满足工作场所空气中硫氢化钠的检测要求。
关键词: 硫氢化钠     高锰酸钾褪色分光光度法     空气    
Determination of Sulfur Sodium Hydride in the Air of Workplace by Fading Spectrophotometry Reacted with Potassium Permanganate
Li Chunhua, Chen Bingcan, Tang Hong     
Abstract: Objectives To establish a fading spectrophotometry by using potassium permanganate to react with sulfur sodium hydride in the air of workplace. Methods The sodium hydrosulfide in the air was collected with micropore filter membrane, after elution and oscillation with 10 mL water, 5mL of eluent was added to 5mL of 1.2mmol/L acidic potassium permanganate, the degree of fading was compared with standard series. Results The detection limit of the method was 9.5μg/m3, the linearity was in the range of 0~90μg, r =-0.9995, RSD=0.23%~1.93%, the recovery was in the range of 99.2%~100.7%. Conclusions The method was simple, accurate and sensitive and less in interference, which could meet the requirements for testing sodium hydrosulfide in the air of workplace.
Key words: sodium hydrosulfide     fading spectrophotometric method with potassium permanganate     air    

硫氢化钠(NaHS),为无色针状结晶,味苦,易溶于水和醇。在水中稳定,在潮湿空气中易分解、自燃、潮解。密度 1.79 g/cm3 ,熔点 52.54 ℃,熔点时分解放出硫化氢。在空气中主要以烟雾或粉尘状态存在。对眼、皮肤、粘膜和呼吸道有强烈刺激作用。吸入后,可引起喉、支气管的痉挛、炎症和水肿,化学性肺炎、肺水肿。中毒症状有烧灼感、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。常用于染料工业、制革工业、化肥工业、采矿工业等。该品属自燃物品,高毒,具强刺激性,对人和环境伤害很大,所以有必要对工作场所空气中硫氢化钠进行检测。目前没有国标检测方法,有文献报道用碘量法和甲醛法测定产品中硫氢化钠[1],但方法复杂,本文探讨高锰酸钾褪色分光光度法检测工作场所空气中硫氢化钠,方法操作简便,干扰少,具有较高的回收率、稳定性、灵敏度和实用性。

1 材料和方法

本次实验用水均为超纯水。

1.1 试剂和材料

1.1.1

浓硫酸,分析纯,江苏宜兴市辉煌化学试剂厂。

1.1.2

1.2 mmol/L高锰酸钾(分析纯,上海金山区兴塔美兴化工厂)溶液: 称取 3.3 g 高锰酸钾,溶于少量水中,并稀释至 1 000 mL,煮沸 15 min,静置2 周,然后用玻璃砂芯漏斗过滤至棕色瓶中,置暗处保存[2]。临用时吸取 0.1 mol/L的高锰酸钾溶液6 mL,加浓硫酸 20 mL,加水定容至 500 mL容量瓶 中,配成 1.2 mmol/L的酸性高锰酸钾溶液。

1.1.3 标准溶液的配制

准确称取硫氢化钠(分析纯)0.5000 g,定容至 50 mL,此为 10 mg/mL的标准储备液,临用前稀释成 100 μg/mL的标准使用液。

1.2 仪器

BFC-35 型粉尘采样器(流量 1 ~ 10L/min,盐城科博电子仪器有限公司);XS225A-SCS型电子天平(瑞士普利塞斯公司);T6 可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司);HW-2 型漩涡混合器(金坛市大地自动化仪器厂); 10 mL比色管;EASYPUREⅡ型超纯水处理器(美国Barnstead公司)。

1.3 原理

用微孔滤膜采集工作场所空气中硫氢化钠,然后用水洗脱,洗脱液与酸性高锰酸钾反应褪色,根据褪色程度,用 2 cm 比色皿,在 525 nm 处与标准系列比较定量。

1.4 样品的采集

在采样点,用空气采样器,以 5L/min 的流量采集 15 min 空气样品,采样后,将滤膜的接尘面朝里对折 2 次,放入清洁干燥的容器内运输和保存,尽快带到实验室测定。

1.5 试验方法

1.5.1 标准曲线的绘制

准确吸取 0.0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mL100 μg/mL的硫氢化钠标准使用液,用纯水定容至 5 mL,分别加 1.2 mmol/L的酸性高锰酸钾溶液 5 mL,混匀,在波长 525 nm 处,用2 cm比色皿测定吸光度,计算线性回归方程。

1.5.2 样品测定

将采好的滤膜加 10 mL纯水,振荡,取 5 mL洗脱液于比色管中,加 1.2 mmol/L酸性高锰酸钾溶液 5 mL,混匀,在 525 nm 波长处,以2 cm比色皿比色测定。得出的吸光度值代入标准曲线中计算样品的硫氢化钠质量浓度。

1.5.3

按下式计算空气中硫氢化钠浓度:

其中:C-空气中硫氢化钠浓度,mg/m3 ;

m -测得样品溶液中硫氢化钠的质量,μg;

V-换算成标准体积下的采样体积,L。

2 结果与讨论 2.1 测定波长的选择

取 1.2 mmol/L的酸性高锰酸钾溶液 5 mL,纯水定容至 10 mL,以 2 cm 比色皿在不同波长处测定其吸光度值,结果见图 1,由空白管的吸光度值可以看出,在波长 525 nm 处吸光度达到最大,本文选定吸收波长为 525 nm。

图 1 波长与吸光度值关系

2.2 反应时间的选择

分别准确吸取 0.0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mL100 μg/mL的硫氢化钠标准使用液,用纯水加至5 mL,加 1.2 mmol/L的酸性高锰酸钾溶液 5 mL,混匀,在 525 nm 波长处,用 2 cm 比色皿分别在 10、30、60 min 时候测定吸光度值,经统计计算比较,吸光度值无显著差异,表明显色在 1 h 内稳定。结果见表 1

表 1 不同反应时间NaHS的吸光度值

2.3 比色皿的选择

分别准确吸取 0.0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mL100 μg/mL的硫氢化钠标准使用液,用纯水加至5 mL,加 1.2 mmol/L的酸性高锰酸钾溶液 5 mL,混匀,在 525 nm 处,分别用 1 cm、2 cm 比色皿测定吸光度。结果见表 2。选用 2 cm 比色皿测定,不同浓度的吸光度值大,比色效果好。

表 2 不同规格比色皿测定吸光度值比较

2.4 高锰酸钾浓度的选择

分别吸取 0.6、0.8、1.0、1.2、1.4 mmol/L的酸性高锰酸钾溶液 5 mL,加纯水至 10 mL,混匀,然后在 525 nm 波长处,以 2 cm 比色皿测吸光度值,结果见表 3,可见浓度为 1.2、1.4 mmol/L的高锰酸钾溶液吸光度较高。然后准确吸取 0.0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9 mL100 μg/mL的硫氢化钠标准使用液,用纯水加至 5 mL,分别加 1.2、1.4 mmol/L的酸性高锰酸钾溶液 5 mL,与上述相同条件下测定吸光度,以硫氢化钠量(μg)对吸光度值做标准曲线,计算线性回归系数,回归系数分别为- 0.9995、- 0.9976,可知当高锰酸钾溶液浓度为 1.2 mmol/L时线性较好(表 4)。

表 3 选择不同浓度高锰酸钾溶液的吸光度值

表 4 加不同浓度高锰酸钾溶液时标准曲线的吸光度值

2.5 干扰实验

由于硫氢化钠在潮湿空气中不稳定,易分解为硫化氢,后者也与高锰酸钾反应,干扰试验,因此,在含硫化氢的空气中,以流量 5L/min 的流量采集15 min,按上述选定的方法测得吸光度为 0.500,和空白样品吸光度值一样,分析、、可以认为采样时硫化氢气体通过滤膜无残留,硫化氢不干扰。另外,苯、丙酮、氯仿、甲醇、甲醛等通过滤膜无残留,也没有干扰。

2.6 工作曲线与检测限

配制 0 ~ 90 μg 硫氢化钠标准溶液,按上述方法测得吸光度值,绘制工作曲线,得回归方程y = - 0.004709X- 0.006301,r = - 0.9995,表明在0 ~ 90 μg 范围内具有良好的线性关系。以空白样品连续进行 20 次测量的标准偏差的 3 倍所对应的含量为检测限,本法检测限为 0.34 μg,以上述采样条件方法检出浓度为 9.5 μg/m3。

2.7 精密度与加标回收试验

2.7.1 精密度

称取一定质量的硫氢化钠粉末(100 目),用气流吹入到密闭的气室中,在气室中用风扇搅拌均匀,配制成不同浓度的模拟样品,用选好的测定条件采样、测定各 6 次,其相对标准偏差(RSD)分别为 1.93%、0.32%、0.23%(表 5)。

表 5 精密度试验

2.7.2 加标回收率

在上述模拟样品 2 号中,分别加入不同量标准溶液,用选好的测定条件各测 6次进行加标回收试验,回收率分别为 99.2%、100.7%、99.8%(表 6)。

表 6 加标回收试验

2.8 采样效率K[3]

由于空气湿度对采样效率有影响,所以在湿度<75%的情况下,按 2.7.1 的条件配制一浓度已知的模拟样品,用已选定的方法采样分析,测定采样效率为 95%。因此,实际分析的空气样品所得浓度应除以K值,方可代表空气中此毒物的实际浓度。

2.9 采样方法的选择

用液体吸收法采样,硫化氢等会有干扰,用滤膜采样可以消除干扰。另外,硫氢化钠在空气中主要以粉尘状态存在,用微孔滤膜采样能获得满意的采样效率。

2.10 硫氢化钠的稳定性

由于硫氢化钠在水中稳定,在空气中不稳定易分解,所以采样后滤膜必须在干燥状态下密封保存,并尽快带回实验室在 5 日内检测。实验表明在 5 日内样品吸光度无明显变化(表 7)。

表 7 样品保存实验结果

3 小结

工作场所空气中硫氢化钠用滤膜采样后,高锰酸钾褪色分光光度法测定方法灵敏,准确,回收率和稳定性满意,适宜工作场所空气中硫氢化钠的检测。

参考文献
[1] 黄家栩. 工业硫氢化钠中硫氢化钠和硫化钠含量的测定[J]. 无机盐工业, 1985, 1: 31–34.
[2] 中华人民共和国卫生部.GB/T5750.7-2006,生活饮用水标准检验方法[S].北京:中国标准出版社,2007.
[3] 仝建中. 空气采样效率的测定[J]. 吕梁教育学院学报, 2006, 23(4): 79–80.
DOI:
中国疾病预防控制中心主办。
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李春华, 陈炳灿, 唐洪
Li Chunhua, Chen Bingcan, Tang Hong
高锰酸钾褪色分光光度法测定工作场所空气中硫氢化钠
Determination of Sulfur Sodium Hydride in the Air of Workplace by Fading Spectrophotometry Reacted with Potassium Permanganate
环境卫生学杂志, 2012, 2(6): 296-299
Journal of Environmental Hygiene, 2012, 2(6): 296-299
DOI:

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