尹靜章,魏 琦,王玉玨,劉 琪
(1.德州市水文中心,山東 德州 253016;2.山東錦銘檢測技術有限公司,山東 德州 253016)
地下水是地球自然循環的產物,是生態循環的重要部分[1]。隨著工業化、城鎮化的快速發展,生活污水、工業廢水的排放使得區域地下水環境變得較為復雜[2]。碘是維持人體甲狀腺正常功能所必需的微量元素,碘是人體不可缺少的生命元素之一,又被稱為“智慧元素”[3]。準確測定地下水中碘化物含量具有重要意義。
目前適用地下水水中碘化物的測定方法很多,常用的有分光光度法、滴定法、色譜法、流動注射分析法、離子色譜法等[4]。本文就GB/T 5750.5—2006《生活飲用水標準檢驗方法方法》中高濃度碘化物比色法[5]進行了實踐和研究,對方法中主要不足進行分析并提出改進措施,對影響測定結果的條件進行了對比試驗,提出了具有指導意義的研究結論。分析結果如下:
在磷酸酸化的水樣中加入過量飽和溴水,碘化物被氧化為碘酸鹽。用甲酸鈉除去過量的溴,此時溶液中溴的顏色應完全褪去,剩余的甲酸鈉在酸性溶液中加熱成為甲酸揮發逸失,冷卻后加入碘化鉀析出碘,再加入淀粉生成藍紫色復合物,比色定量[6]。
該方法所需溶液必須現用現配,滴加的飽和溴水和甲酸鈉必須在實踐中進行總結,確定加入量。加入碘化鉀后,必須在暗處放置反應,另外碘和淀粉的顯色反應比較復雜,沒有固定的摩爾比,是一個可逆反應[7]。
(1)GB/T 5750.5—2006中高濃度碘化物比色法規范中原理介紹相對清晰,但在分析步驟中明顯缺失甲酸鈉的加入時間,造成操作者無所適從。
(2)甲酸鈉的加入量多少未明確,應定性說明。
(3)加入甲酸鈉后是否加熱,加熱多長時間未明確。
(4)方法未明確檢出限,僅指出取樣體積10ml時最低檢測最低質量濃度為0.05mg/l,此表述不代表方法的檢出限,不完全、不準確。
該方法以上不足容易使檢測人員增加分析研究時間,標準曲線達不到精密度和準確度要求[8]。
(1)明確甲酸鈉的加入時間,甲酸鈉的加入應在水樣初次沸水浴加熱2min后加入,。
(2)甲酸鈉的加入量應略多于飽和溴水的加入量。
(3)甲酸鈉的加熱時間應不低于30s,以使甲酸完全揮發逸失。
(4)加入碘化鉀后保持暗處放置,且比色時應盡量減少漏光時間。
(5)水浴加熱建議采用燒杯沸水浴加熱方式。
高濃度碘化物比色法GB 5750.5—2006方法原理中講到加入甲酸鈉為了除去過量的溴,但印刷版本中分析步驟未明確甲酸鈉的加入時機,屬于方法遺漏。為了探究甲酸鈉的作用和影響,特在試驗過程中進行了甲酸鈉加入與否的對比試驗,甲酸鈉加入與否對比分析結果見表1。
表1 甲酸鈉加入與否對比分析成果表
由上表可以看出,碘化物的測定必須加入甲酸鈉,甲酸鈉的作用為去除過量的飽和溴水,否則無法測定正常的吸光度,標準系列不成線性,由此可以證明GB 5750.5—2006為刊印有誤。
根據分析方法,標準系列和水樣中要加入飽和溴水至呈淡黃色穩定不變,飽和溴水的加入量會影響到碘化物是否被氧化完全及測定的吸光度,直至影響數據測定準確度。相同標準系列加入不同量飽和溴水的測定成果見表2。同標準系列不同量飽和溴水測定曲線分別如圖1—3所示。
通過以上結果可以看出,飽和溴水的加入量要根據試驗實際情況,對比吸光度得出最佳加入量。根據試驗結果分析,標準系列低濃度點飽和溴水的加入量不易過少,要保證碘化物完全被氧化,否則對測定值影響較大;同時因購置實際質量不同,加入量會略有區別,根據試驗可知,本實驗飽和溴水加入量以5滴最好。
同系列標準溶液加入相同量的飽和溴水,加入不同量的甲酸鈉,對比分析監測結果,監測數據見表3。測定曲線如圖4—6所示。
表2 同標準系列加入不同量飽和溴水測定結果表
圖1 3滴飽和溴水5滴甲酸鈉測定曲線
圖2 5滴飽和溴水5滴甲酸鈉測定曲線
通過以上結果可以看出,甲酸鈉的加入量要適中,加入量太少,不能除去過量的溴,加入量太多,在加熱的過程中甲酸揮發不完全,影響測定結果,同樣使測定不準確。根據試驗結果分析,甲酸鈉的加入量過多時,標準曲線高濃度點測定值數值偏低。
圖3 7滴飽和溴水5滴甲酸鈉測定曲線圖
表3 不同加入量的甲酸鈉測定結果表
圖4 5滴飽和溴水3滴甲酸鈉測定曲線圖
圖5 5滴飽和溴水7滴甲酸鈉測定曲線圖
圖6 5滴飽和溴水10滴甲酸鈉測定曲線圖
(1)加入甲酸鈉以趁熱加入為好,同時為保證甲酸完全揮發,二次加熱時間根據試驗結果,應不低于30s,具體時間以取得最佳試驗結果為宜。
(2)試驗過程加入碘化鉀后要暗處放置,因為碘化鉀見光易分解,暗處放置,保證樣品中碘能夠完全析出。
通過對各組實驗結果分析,可得出如下結論:
(1)GB 5750.5—2006高濃度碘化物比色法存在刊印疏漏,遺漏甲酸鈉的加入過程。
(2)飽和溴水的加入量應保證碘化物氧化完全,且低濃度水樣飽和溴水可以適當多滴。
(3)甲酸鈉應趁熱加入,且加入量保證能除去過量的溴,二次加熱時間不低于30s,確保過量的甲酸揮發完全。
(4)水浴加熱可以采用燒杯沸水浴加熱方式,方法簡單,設備易得。
(5)加入碘化鉀后暗處放置,避免碘化鉀見光分解。
通過改變試劑及環境條件,實驗得到良好效果,測定結果準確度與精密度得到大大提高,操作簡便,線性關系較好??傊?,水環境監測人員在檢測過程中,要弄懂弄透方法的原理,熟知每一試劑每一步驟的作用和變化,分析總結經驗,根據實驗室條件找到最佳的檢測方法[9]。因受時間、精力、能力所限,本文對碘化物測定條件的改變、試劑質量及交互影響下的檢測對比分析尚不完全,而且積累的數據及時間相對較少,所得的結論或許存在偏差,希望大家共同探討,找到更高精密度更高準確度的檢測條件。