一种水相中单质硫含量的测定方法

本发明涉及水质检测技术领域，具体是指一种水相中单质硫含量的测定方法。

背景技术：

生物法处理含硫化物废水工艺出水中产生的单质硫是由微生物体内排出的，呈微颗粒状，悬浮在水中呈胶体状态，较为稳定，给其含量测定造成困难。目前，国内外关于废水中硫化物生物氧化成单质硫的报道中大多采用估算法来计算单质硫的含量及生成率。据相关文献介绍，单质硫的测定方法有气相色谱法、纸色谱法、薄层色谱法、x-射线荧光法、滴定法、分光光度法等，但以上方法一般应用于矿物、橡胶、发乳、大气悬浮颗粒等样品中硫的检测。以上方法大多存在灵敏度低、不适合微量组分测定或难以避免其它形态硫干扰等缺点，不适于测定水体中的单质硫含量。

对于水中单质硫含量的测定，目前检测方法多为通过将其转化为硫代硫酸根、硫化物、硫酸根等再测定，但是没有涉及到硫的一些其他形态的检测，对过硫酸盐，亚硫酸盐等一些硫的价态的测定不是很容易。在做物料平衡时，硫的平衡很难做；在环保问题中，水质中硫转化为气态以及固态的具体量值很难确定。“一种单质硫含量的紫外分光光度测定法”(cn106546549a)公开了一种水相中单质硫的测定方法，该方法使用了cs2溶解单质硫，后利用紫外分光光度法测定其吸光度，结果重现性较好，灵敏度高，但cs2属于剧毒易燃无机物，利用该方法测定有一定的危险性；“一种水中硫含量的测定方法”(cn109752358a)公开了一种水中硫含量的测定方法，该方法将液相中的硫汽化，转化为气体后测定，检测准确度较高，但是该方法需使用特质的石英反应管以及氩气作为载体，反应温度在990℃以上，测定步骤较为复杂，并且对于条设备条件的要求较高；此外，文献中使用较多的方法为高效液相色谱法，依据硫在紫外光区存在吸收峰而得以测定水相中的浓度，但该法灵敏度低，检测限较高，对仪器设备要求高，检测费用偏高，因此，研究摸索一种较为方便、灵敏度高，重现性好，费用低廉等特点的测定方法尤为重要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种快速准确且具有普遍操作意义的测定水相中单质硫含量的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种水相中单质硫含量的测定方法，包括：采用na2s溶液溶解单质硫，得到na2s2溶液，利用na2s2溶液在指定波长的吸光度与其对应的单质硫含量绘制标准曲线；向待测水样中加入na2s溶液，反应完全后利用紫外分光光度法测定反应液在指定波长的吸光度，与标准曲线比对得到水样中的单质硫含量。

进一步地，在绘制标准曲线过程中，所述单质硫称取0.0100g；所述na2s溶液的体积为10ml，浓度为62.4g/l。

进一步地，在绘制标准曲线过程中，将单质硫与na2s溶液混合，于水浴摇床中反应，温度为60-80℃，转速为80-120r/min，反应时间为20-30min，充分反应得到na2s2溶液。

进一步地，在待测水样测定过程中，将待测水样与na2s溶液混合，于水浴摇床中反应，温度为60-80℃，转速为80-120r/min，反应时间为20-30min，充分反应得到na2s2溶液。

进一步地，在绘制标准曲线过程中或待测水样测定过程中，摇床的反应时间为30min，温度为80℃，转速为100r/min。

进一步地，在绘制标准曲线过程中，将反应得到的na2s2溶液迅速降至室温并离心，取上清液定容后绘制标准曲线。

进一步地，在待测水样测定过程中，将反应液迅速降至室温并离心，取上清液定容后测定单质硫含量。

进一步地，待测水样与所添加的na2s溶液体积比为10：1-1：1。

进一步地，所述na2s2溶液的指定吸收波长为283-288nm。

进一步地，上述的测定方法，吸收波长的测定包括以下步骤：

取0.0100g单质硫，加入10mlna2s溶液，na2s溶液的浓度为62.4g/l，于水浴摇床中充分反应，快速冷却，取1ml冷却后的溶液，于50ml容量瓶中稀释，取稀释后的样品转移至石英比色皿中，以去离子水为参比，通过紫外分光光度计进行光谱扫描，确定其吸收波长λ，光谱扫描图如图1所示。

进一步地，上述的测定方法，na2s溶液的配制包括以下步骤：

称取100gna2s·9h2o，用去离子水淋洗去除表面杂质，用干滤纸吸取水分后称取62.4gna2s，用煮沸后的去离子水定容于1l容量瓶中，得到na2s溶液。

与现有方法相比，本发明具有如下优点：

其一，本发明通过单质硫与硫化钠溶液反应产生na2s2，na2s2溶液为淡黄色溶液，且在常温下性质稳定不易分解；

其二，本发明通过紫外分光光度法测定na2s2的吸光度以得到水相中的单质硫含量，耗时短，普遍适用性强；

其三，本发明的待测样品前处理简单，检测方便、快捷，干扰少，成本低廉；

其四，本发明无需使用有机溶剂，也无二次污染物生成，更为环保；

其五，本发明方法简便易行，结果重现性好，灵敏度高。

附图说明

图1为光谱扫描示意图；

图2为本发明实施例1提供的标准曲线图；

图3为本发明实施例2提供的重复测定结果对比图；

图4为本发明实施例3提供的单质硫理论浓度、本方法以及离子色谱法测定浓度结果对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

本发明提供一种水相中单质硫含量的测定方法，采用na2s溶液溶解单质硫，得到na2s2溶液，利用na2s2溶液在指定波长的吸光度与其对应的单质硫含量绘制标准曲线；向待测水样中加入na2s溶液，反应完全后利用紫外分光光度法测定反应液在指定波长的吸光度，与标准曲线比对得到水样中单质硫含量。

实施例1：

本实施例绘制单质硫含量与na2s2标准溶液吸光度标准曲线的具体步骤：

使用电子分析天平称取0.0100g单质硫于10ml压盖离心管中，利用移液管向离心管中加入10mlna2s溶液，na2s溶液的浓度为62.4g/l，放置于水浴摇床中反应，摇床的参数为：温度80℃，转速100r/min，反应时间为30min，充分反应得到na2s2溶液。反应结束后将离心管放置于冷水中迅速降至室温，使用高速离心机离心，离心机参数为：温度25℃，转速12000r/min，离心时间10min。取1ml离心后的溶液定容于10ml容量瓶中，此时溶液对应的单质硫浓度为100mg/l，将该溶液作为单质硫的标准溶液。分别取0ml、0.5ml、1ml、1.5ml、2ml及2.5ml的单质硫标准溶液于50ml容量瓶中，此时溶液中单质硫浓度分别为0、1、2、3、4、5mg/l。再以浓度从小到大的顺序使用紫外分光光度计。分光光度计的参数设置为：单波长法，波长为288nm。利用干燥洁净的石英比色皿，以去离子水作为参比进行吸光度测定，以单质硫浓度为横坐标，以其对应的吸光度为纵坐标，绘制单质硫浓度与na2s2吸光度间的标准曲线。得到的标准曲线如图2所示。

实施例2：

取2个不同同步脱氮除硫反应器出水水样各9ml，记为1号出水及2号出水。

将1号出水与2号出水分别置于两个10ml压盖离心管中，氮吹10min后加入1mlna2s溶液，氮气压力为0.2-0.4mpa，na2s溶液的浓度为62.4g/l，放置于水浴摇床中反应，摇床的参数为：温度80℃，转速100r/min，反应时间为30min。反应结束后将离心管置于冷水中降至室温，取0.5ml离心后的溶液定容于50ml容量瓶中。使用紫外分光光度计，利用干燥洁净的石英比色皿，以去离子水作为参比，在波长288nm处测定其吸光度，通过标准曲线计算出水水样中单质硫的含量，并记录。

重复以上实验步骤两次，并将测定结果记录。将三次测定的结果比对并绘图分析，重复测定结果对比如图3所示。

实施例3：

使用电子分析天平称取0.0030g单质硫于10ml压盖离心管中，利用移液管向其中加入10mlna2s溶液，na2s溶液的浓度为62.4g/l，放置于水浴摇床中反应，摇床的参数为：温度80℃，转速100r/min，反应时间为30min，充分反应得到na2s2溶液。反应结束后将离心管放置于冷水中迅速降至室温，使用高速离心机离心，离心机参数为：温度25℃，转速12000r/min，离心时间10min。取0.5ml离心后得溶液定容于50ml容量瓶中，此时溶液对应的单质硫理论浓度为3mg/l，得到待测样品1，再使用紫外分光光度计，利用干燥洁净的石英比色皿，以去离子水作为参比进行吸光度测定，得到该样品的吸光度，根据标准曲线计算得出该样品对应的单质硫浓度，并记录。

取一个25ml容量瓶，加入10ml蒸馏水，氮吹10min后加入使用电子分析天平称取的0.0030g单质硫，再加入1.5ml的饱和无水亚硫酸钠溶液及0.15ml的naoh溶液(1mol/l)，放置于摇床中反应，摇床的参数为：温度60℃，转速120r/min，反应时间为4h。反应结束降至室温后将其移至10ml压盖离心管中，使用高速离心机离心10min，离心机参数为：温度25℃，转速12000r/min。取0.5ml离心后得溶液定容于50ml容量瓶中，此时溶液对应的单质硫理论浓度为3mg/l，得到待测样品2，再使用离子色谱仪测定，换算得到所测得的该样品的单质硫浓度，并记录。

理论浓度、本方法以及离子色谱法测定的结果对比如图4所示。

上述所述的实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。