水中的硫化物包括溶解性的H2S、HS-、S2-,存在于懸浮物中的可溶性硫化物、酸可溶性金屬硫化物以及未電離的有機、無機類硫化物。硫化氫易從水中逸散于空氣,產生臭味,且毒性很大,它可與人體內的細胞色素、氧化酶及該類物質中的二硫鍵(—S—S—)作用,影響細胞氧化過程,造成細胞組織缺氧,危及生命。
在厭氧工藝中,硫化物會對***產生毒性,抑制污泥產甲烷活性,使反應器處理能力降低,出水水質惡劣。
在厭氧工藝中,一般采用碘量法測硫化物。
一、碘量法測定硫化物
1、原理:
硫化物在酸性條件下,與過量的碘作用,剩余的碘用硫代硫酸鈉滴定。由硫代硫酸鈉溶液所消耗的量,間接求出硫化物的含量。
2、干擾及消除
還原或氧化性物質干擾測定。水中懸浮物或渾濁度高時,對測定可溶態的硫化物有干擾。
3、適用范圍
本法適用于含硫化物在1mg/L以上的水樣的測定。
4、儀器
恒溫水浴鍋、500ml平底燒瓶、流量計、250mL錐形瓶、分液漏斗、氮氣瓶
250mL碘量瓶、中速定量濾紙、50ml棕色滴定管
5、試劑
(1)碘化鉀
(2)1+1磷酸
(3)載氣:氮氣(>99.9%)
(4) 1mol/L乙酸鋅溶液:溶解220g乙酸鋅于水中,用水稀釋至1000ml。
(5) 1%淀粉指示劑:稱取1g淀粉用少量水調成糊狀,用剛煮沸的水沖洗至100ml。
(6) 1+1鹽酸
(7) 0.1mol/L(1/2I2)碘標準溶液:準確稱取12.70g碘于500ml的燒杯中,加入40g碘化鉀,加適量水溶解,轉移至1000ml容量瓶中,稀釋至標線。
(8)0.01mol/L(1/2I2):移取10.00mL碘標液于100ml棕色容量瓶中,稀釋至標線。
(9)0.1000mol/L(1/6K2Cr2O7=0.05mol/L):稱取105℃烘干2h的基準或優級純重鉻酸鉀4.9030g溶于水中,稀釋至1000mL。
(10) 0.1mol/L硫代硫酸鈉標準貯備溶液:稱取24.5g硫代硫酸鈉(Na2S2O3·5H2O)和0.2g無水碳酸鈉溶于水中,稀釋至1000ml,保存于棕色瓶中。
標定:向250mL碘量瓶中,加入1g碘化鉀和50mL水,加入0.1mol/L的重鉻酸鉀標準溶液15.00mL,加入1+1鹽酸5mL,密塞混勻。置暗處靜置5min,用待標定的硫代硫酸鈉滴定至溶液呈淡黃色時,加入1ml淀粉指示劑,繼續滴定至藍色剛好消失,記錄用量V1(同時做空白滴定,記錄用量V2)。
(11) 0.01mol/L硫代硫酸鈉標準滴定液:移取10.00ml上述標液于100ml棕色容量瓶中,稀釋至標線,搖勻。
(12) 1+1乙酸
6、水樣的采集與保存
采樣時,應先在瓶底加入一定量的乙酸鋅溶液,再加水樣,然后滴加適量的氫氧化鈉溶液,使呈堿性生成硫化鋅沉淀。通常情況下,每100mL水樣加0.3mL 1mol/L的乙酸鋅溶液和0.6ml 1mol/L的氫氧化鈉溶液,使水樣PH值在10~12之間。遇堿性水樣時,先小心滴加乙酸鋅溶液調至中性,再如上操作。硫化物含量高時,可酌情多加固定劑,直至沉淀完全。水樣充滿后立即密塞保存,注意不留氣泡,然后倒轉,充分混勻,固定硫化物。樣品采集后應立即分析,否則應在4℃避光保存,盡快分析。
7、步驟
(1)、水樣的預處理
①按圖連接好裝置,通載氣檢查各部位是否漏氣。完畢后,關閉氣源。
②向兩個吸收瓶加入2.5ml乙酸鋅溶液,用水稀釋至50ml。
③向500ml平底燒瓶中加入現場已固定并混勻水樣適量(硫化物含量0.5—20mg),加水至200ml,放入水浴鍋中,裝好導氣管和分液漏斗。開啟氣源,以連續冒泡的流速(由轉子流量計控制流速)吹氣5—10min(驅除裝置內空氣,并再次檢查各部位是否漏氣),關閉氣源。
④向分液漏斗中加入1+1磷酸20ml,開啟分液漏斗活塞,待磷酸全部流入燒瓶后,迅速關閉活塞。
⑤開啟氣源,水浴溫度控制在65—80℃,以75—100ml/min的流速吹氣20min,然后以300ml/min流速吹氣10min,再以400ml/min流速吹氣5min,趕盡殘留在裝置中的硫化氫氣體。將導氣管和吸收瓶取下,關閉氣源。按碘量法測定兩個吸收瓶中的硫化物的含量。
(2)測定
于上述兩個吸收瓶中,加入10.00ml 0.01mol/L碘標準溶液,再加入5ml鹽酸溶液,密塞混勻。在暗處放置10min,用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至溶液呈淡黃色時,加入1ml淀粉指示液,繼續滴定至藍色剛好消失為止。記錄用量。
(3) 空白實驗
以水代替試樣,加入與測定試樣時相同的試劑,進行同步操作。
(4)計算:預處理二級吸收的硫化物的含量Ci(mg/L)表示如下:
式中:—空白實驗中,硫代硫酸鈉標準溶液的用量(mL);
—滴定硫化物時,硫代硫酸鈉標準溶液的用量(mL);
—試樣體積(ml)
16.03—硫離子(1/2S2-)的摩爾質量(g/mol);
—硫代硫酸鈉標準溶液濃度(mol/L)。
試樣中硫化物含量C(mg/L)=C1+C2
— 上等吸收硫化物的含量(mg/L);
— 二級吸收硫化物的含量(mg/L)。
8、注意事項
(1)若水樣SO32-濃度較高,需將水樣用中速定量濾紙過濾,并將硫化物沉淀連同濾紙轉入反應瓶中,用玻璃棒搗碎,加水200mL,進行預處理。
(2)當加入碘標液后溶液為無色,說明硫化物含量較高,應補加適量碘標液,使呈淡黃色為止??瞻讓嶒瀾尤胂嗤康牡鈽艘?。