一種高錳酸鹽指數(shù)的氣相分子吸收光譜法測試方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學分析領域，具體涉及一種高錳酸鹽指數(shù)的氣相分子吸收光譜法測 試方法。
【背景技術】
[0002] 高錳酸鹽指數(shù)為地表水體受有機污染物和還原性無機污染物污染程度的綜合指 標，是指在酸性或堿性的介質(zhì)中以高錳酸鹽為氧化劑處理水樣時所消耗的氧，以氧的mg/L 來表示。水中的亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等還原性無機物和在此條件下可被氧化的有機 物，均可消耗高錳酸鉀。因此，高錳酸鹽指數(shù)常被作為地表水體受有機污染物和還原性無機 物質(zhì)污染程度的綜合指標。
[0003] 氣相分子吸收光譜法（以下簡稱GPMAS)是基于被測成分所分解成的氣體對光的 吸收強度與被測成分濃度的關系遵守比爾定律這一原則來進行定量測定的，根據(jù)吸收波長 的不同，也可以確定被測成分而進行定性分析。氣相分子吸收光譜儀是基于GPMAS原理，通 過化學反應將液相樣品中的待測成分轉(zhuǎn)化為氣體，使氣體從液相樣品中分離出來并載入測 量系統(tǒng)測定氣體的含量，最后計算出樣品中待測成分濃度的設備。其用于測定氨氮、硫化 物、凱氏氮、總氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、亞硫酸鹽、氯離子、高錳酸鹽指數(shù)。臧平安（《氣相分子 吸收光譜法測定亞硝酸根的研究》，《分析化學》1991年12月）最早使用該法進行了亞硝酸 根的測定。
[0004] 趙建平等（趙建平，氣相分子吸收光譜法快速測定水中高錳酸鉀鹽指數(shù)，現(xiàn)代科 學儀器，2011)以亞硝酸鹽為還原劑，通過間接測定亞硝酸鹽的方式，建立了水中高錳酸鹽 指數(shù)的快速定量分析方法。其通過在水樣加入硫酸呈酸性后，加入一定量的高錳酸鹽溶 液并在沸水浴中加熱一定時間，剩余的高錳酸鹽用亞硝酸鹽還原并加入過量，再加入檸檬 酸-乙醇溶液，在檸檬酸的介質(zhì)中，加入乙醇為催化劑，將亞硝酸鹽瞬間轉(zhuǎn)化成二氧化氮， 然后用載氣載入氣相分子吸收光管中，在213. 9納米波長處測定吸光值。該方法采用的是 檸檬酸-乙醇溶液，由于所用試劑和方法步驟的缺陷，測定結(jié)果與理論值仍存在誤差較大 和穩(wěn)定性不足的缺陷。
[0005] 根據(jù)《GB11892-89水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)的測定》和《水和廢水監(jiān)測分析方法（第四 版）》所述，現(xiàn)有方法存在以下影響測試結(jié)果精度的問題：
[0006] (1)需用色彩變化判定試劑消耗和反應基準，對測試水樣凈度要求較高，不易測定 較高濁度和含有色彩的樣品；
[0007] (2)測試過程中存在多處需要人工操作的滴定、色差判斷等步驟，易引入人工操作 誤差，對操作員素質(zhì)要求高；
[0008] (3)測試中間步驟的反應對溫度有要求，需保持溶液溫度在約70°C ;
[0009] (4)樣品和試劑消耗量大，標準方法每次測試需分取100ml混勻水樣；
[0010] (5)操作步驟繁多，結(jié)果計算參數(shù)多，運算復雜，易引入誤差或計算錯誤；
[0011] (6)難以實現(xiàn)高精度的自動化操作，每天可測樣品數(shù)量少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明目的：為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種高錳酸鹽指數(shù)的氣相 分子吸收光譜法測試方法，可高效、快捷的測定水樣的高錳酸鹽指數(shù)，適合大批量水樣分 析，可滿足水樣高錳酸鹽指數(shù)檢測的精度要求。
[0013] 技術方案：為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明提出的高錳酸鹽指數(shù)的氣相分子吸收光 譜法測試方法，包括如下步驟：
[0014] (1)取已知量的高錳酸鹽溶液，量取適量水樣放置于反應容器中，加入硫酸或氫氧 化鈉，然后加入高錳酸鹽溶液，加熱，在密閉條件下反應一定的時間，使水樣中的還原性物 質(zhì)被高錳酸鹽氧化；
[0015] (2)調(diào)節(jié)步驟⑴得到的反應體系至呈酸性；
[0016] (3)用過量亞硝酸鹽溶液還原剩余的高錳酸鹽溶液；
[0017] (4)以鹽酸為介質(zhì)，脂肪族醇或脂肪族醛為催化劑，向密閉反應容器內(nèi)加入所述介 質(zhì)和催化劑的混合物，在常壓50~100°C的溫度下于反應容器內(nèi)催化反應產(chǎn)生N0 2氣體，向 反應容器內(nèi)吹入載氣，將產(chǎn)生的~02氣體載入氣相分子吸收光譜儀，其中，所述鹽酸濃度為 1~12mol/L，鹽酸與脂肪族醇或脂肪族醛的含量比在10 : 1~1 : 5之間；
[0018] (5)利用氣相分子吸收光譜儀對N02氣體，根據(jù)氣相分子吸收法原理，測定吸光 度；
[0019] (6)測定的~02氣體的吸光度與亞硝酸鹽標準溶液的吸光度比較得到水樣中亞硝 酸鹽的含量；
[0020] (7)根據(jù)亞硝酸鹽與高錳酸鉀反應的比例關系計算得出水樣的高錳酸鹽指數(shù)。
[0021] 優(yōu)選地，所述硫酸為分析純濃硫酸或最低濃度為（1+5)硫酸（即一體積濃硫酸與 5體積蒸餾水混合后得到的硫酸溶液）的硫酸溶液，所述氫氧化鈉為20 %~50 %氫氧化鈉 溶液。更優(yōu)選地，所述的氫氧化鈉為50 %氫氧化鈉溶液。
[0022] 優(yōu)選地，當水樣中氯離子含量不超過300mg/L時，步驟（1)中加入硫酸；當水樣中 氯離子含量超過300mg/L時，步驟（1)中加入氫氧化鈉。
[0023] 優(yōu)選地，步驟（1)中，加熱反應的加熱方式為液浴、金屬浴、熱氣浴、紅外、微波、電 磁加熱，加熱溫度為80°C~100°C，加熱反應時間為10~60分鐘。此處反應時間和使用的 硫酸濃度有關，當硫酸濃度高時，反應時間短，當硫酸濃度低時，反應時間長。
[0024] 優(yōu)選地，步驟（4)中，所述的載氣為空氣或氮氣。
[0025] 優(yōu)選地，步驟（4)中，所述的鹽酸濃度為1~12mol/L，步驟（4)中，所述的鹽酸 濃度為1~12mol/L，所述的脂肪族醇為甲醇、乙醇或丙醇中的任意一種，所述的脂肪族醛 為甲醛、乙醛或丙醛中的任意一種；所述鹽酸與脂肪族醇或脂肪族醛的含量比在10 : 1~ 1 : 5之間。
[0026] 步驟（5)測定吸光度的步驟中，所涉及的特征波長因光源不同而存在差異，如：當 使用氘燈時，測量在214. 6nm的吸光度，當使用鋅空心陰極燈時，測量在213. 9nm的吸光度。
[0027] 所述的高錳酸鹽、亞硝酸鹽的反應符合離子方程式2Mn04 +H++5N0 == 2Mn2++3H20+5N03。
[0028] 當檢測結(jié)果顯示所述水樣的高錳酸鹽指數(shù)超過10mg/L時，分取少量水樣，用水稀 釋后再行測定。
[0029] 有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提出的高錳酸鹽指數(shù)的氣相分子吸收光譜法 測試方法操作步驟簡單，快捷，通過使用鹽酸作為催化反應介質(zhì)，大大加快了反應速度，且 檢測結(jié)果無拖峰現(xiàn)象，誤差小。同時，與傳統(tǒng)的使用檸檬酸作為催化反應介質(zhì)相比，由于檸 檬酸（2-羥基丙烷_1，2,3_三羧酸）為弱酸，測定復雜水樣時容易受水體中富含的脂類、烴 類物質(zhì)影響，影響反應效率，導致測定不準確；同時，檸檬酸為有機酸，具有還原性，本身會 被空氣等氧化，在測試過程中產(chǎn)生不可控的干擾，導致測試結(jié)果不準確。鹽酸為無機酸，不 含有C0D，對CODMn測試的影響小，同時鹽酸作為眾多其他檢測項目使用的反應試劑，可以 簡化自動化多項目測試儀器的試劑使用需求。另外，檸檬酸介質(zhì)易受微生物作用，對低濃度 測定結(jié)果的精密度產(chǎn)生不利影響，同時，檸檬酸的測定靈敏度低于鹽酸，兩者比較約產(chǎn)生至 少1%的測定誤差。
【具體實施方式】
[0030] 下面通過具體的實施例詳細說明本發(fā)明。
[0031] 實施例1 :