《土壤和沉积物 硫化物的测定 亚甲基蓝分光光度法》（征求意见稿）编制说明.pdf

附件5土壤和沉积物硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法（征求意见稿）编制说明土壤和沉积物硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法标准编制组二。一六年四月项目名称：土壤和沉积物 硫化物的测定 亚甲基蓝分光光度法项目统一编号：2014-23项目承担单位：天津市环境监测中心编制组主要成员：关玉春、赵莉、李旭冉、李静、于晓青、王鑫、杨华、王琳标准所技术管理负责人：李敏、王海燕标准处项目管理负责人：张朔2目录1项目背景.21.1 任务来源.21.2 工作过程.22标准制修订的必要性分析.32.1 硫化物的理化性质和环境危害.32.2 相关环保标准和环保工作的需要.43国内外相关分析方法研究.43.1 主要国家、地区和国际组织相关分析方法研究.53.2 国内相关分析方法研究.54标准制修订的基本原则和技术路线.64.1 标准制修订的基本原则.64.2 标准制修订的技术路线.65方法研究报告.75.1 方法研究的目标.75.2 方法原理.75.3 试剂和材料.85.4 仪器和设备.105.5 样品.105.6 分析步骤.135.7 结果计算.235.8 实验室内方法的特性指标的确定.236方法验证.266.1 方法验证方案.266.2 方法验证过程.276.3 方法验证数据统计.276.4 方法验证结论.277与开题报告的差异说明.288参考文献.28附件一方法验证报告.301土壤和沉积物 硫化物的测定 亚甲基蓝分光光度法编制说明1项目背景1.1 任务来源2014年5月环境保护部公布了关于开展2014年度国家环境保护标准项目实施工作 的通知（环办函（2014）411号），科技标准司向天津市环境监测中心下达了编制土壤 和沉积物硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法的项目计划书，项目统一编号为2014-23,项目承担单位为天津市环境监测中心。1.2 工作过程1.2.1 成立标准编制组2014年5月接到任务后，天津市环境监测中心立即组织研究经验较为丰富的同志成立 标准编制组，专门承担此项标准的研究制定工作，小组成员有多年从事硫化物分析研究经验 的同志。1.2.2 查询国内外相关标准和文献资料2014年5-9月，标准编制组查阅大量国内外相关文献，在分析研究现状和存在问题的 基础上组织专家座谈，初步确定了工作方案和标准方法建立的技术路线。1.2.3 编写开题论证报告2014年10月-12月，标准编制组在相关试验和资料的基础上，编写了开题论证报告和 标准文本卓案。1.2.4 召开开题论证会2015年1月，环境保护部科技标准司在北京组织召开了本项目开题论证会。专家委员 会听取了标准编制组的汇报，经过质询、讨论，形成以下论证意见：一、标准主编单位提供的材料齐全、内容较为详实完整、格式较规范；二、标准主编单位对国内外相关标准及文献进行了充分调研；三、本标准适用范围、主要内容及编制标准的技术路线较合理可行。专家委员会通过了本项目的开题论证，并提出以下修改意见：（1）根据环境监测分析方法标准制修订技术导则（HJ168-2010）的要求开展实验、验证和标准草案的编制工作；（2）将技术路线图分为工作流程图和技术路线图；（3）明确硫化物的主要来源、污染现状；（4）确定硫化物标准溶液的配制方法；（5）明确样品的固定方法。会后，标准编制组进一步完善了工作方案和技术路线。1.2.5 研究建立标准方法，进行标准方法验证试验2015年2月-2015年10月，标准编制小组按照计划任务书的要求，结合开题论证意见以及 其他标准制定的要求，确定了实验方法，并进行方法前处理条件的选择、方法精密度、准确度及 2检出限的测定等大量的实验研究，确定最佳实验条件，并编制了土壤和沉积物硫化物的测定亚 甲基蓝分光光度法方法验证方案。1.2.6 方法验证工作2015年11月2016年1月，根据环境监测分析方法标准制订技术导则（HJ168-2010）的要求，选择6家实验室进行方法验证，并将数据汇总、分析，形成了方法验证报告。1.2.7编制标准文本和编制说明征求意见稿2015年2月2016年1月，根据实验研究结果、实验室间发验证结果，在总结分析国 内外相关标准的基础上，编写了土壤和沉积物硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法的征 求意见稿及编制说明。2标准制修订的必要性分析2.1 硫化物的理化性质和环境危害2.1.1 硫化物的基本理化性质硫化物是电正性较强的金属或非金属与硫形成的化合物，可分为酸式盐（HS,氢硫化 物）、正盐ISz-）和多硫化物（Sn2-）三类。其中，碱金属硫化物和硫化铁易溶于水，而碱 土金属、镯系、钢系元素的硫化物较难溶。水中的硫化物包括H2S、HS S2一等水溶性无机 硫化物，酸溶性金属硫化物，悬浮物中的可溶性硫化物以及未电离的有机、无机类硫化物切。大多数不溶于水的硫化物可溶于酸，同时释放出硫化氢，少数极难溶硫化物（如CuS、HgS）可溶于氧化性酸并析出硫。土壤中的硫分为有机硫和无机硫两类。有机硫，包括碳键硫和酯硫等山，无机硫一般以 硫酸盐、硫化物和元素硫等形式存在，其中常见的硫化物主要有H2S、FeS2（黄铁矿）、PbS（方铅矿）和ZnS（闪锌矿）等印。在一定条件下，土壤中的硫可在各形态间相互转化。有 机硫可经无氧分解形成无机硫化物，硫酸盐也可经微生物作用生成硫化物。沉积物中的硫的分类与土壤类似。虽然硫酸盐是沉积物中硫的主要存在形式，但其仍可 被还原为硫化物或其他低价硫，这种转变在海洋沉积物中广泛存在。大量研究也表明，硫酸 盐可在缺氧环境及细菌（硫酸盐还原菌）作用下被还原为硫化物。海洋环境中，硫化物除以 硫酸盐形式存在外，常以H2S、HS S2-及S等形式存在，这与生物活动密切相关。2.1.2 硫化物的环境危害硫化物广泛存在于自然界，但人类的活动也导致环境中硫化物的形成。土壤硫化物污染 主要源自煤矿、金属矿床在大量开采堆放过程中形成的高浓度酸性废水，特别是硫酸盐废水 的直接排放，以及农业含硫肥的过度施用和工业活动引起的酸沉降。沉积物中的硫化物一 部分是自生的，地层岩石中含硫铁矿的矿物经海水侵蚀溶解，在缺氧条件下被还原为硫化物;另一部分是外源的，陆源硫污染物进入江河、海洋，沉积到底质中。当土壤处于水淹等厌氧还原状态时，硫化物可与镉、铅、碎等亲硫元素生成难溶性重金 属硫化物，加重土壤重金属污染；同时，硫化物也易被有机质分解，生成H2S。H2s与人体 作用，影响细胞氧化过程，危及生命；与植物作用，抑制根系生长，造成农作物枯萎减产。当土壤处于干旱等酸性有氧条件时，硫化物可经微生物氧化，迅速生成易被植物吸收的 so?,过量的so4?一会导致土壤酸化、微生物失活，危害农作物生长3同时，难溶性硫化 3物可逐渐转化为可溶性硫酸盐，使重金属元素被活化释放进入水体，并通过水-土壤-植物-动物等途径危害人类健康。硫化物含量的高低是衡量底质环境优劣的一项重要指标。有研究表明，在沉积环境中 硫化物含量与有机负荷量呈正相关，与生物量呈负相关，并对耗氧速率产生很大影响。当硫 化物含量达到400-1 500 mg/kg,耗氧速率达到最大，当硫化物含量大于1 700 mg/kg,生物 量低于1 g/m2,沉积环境基本处于无生物状态。日本近来采用SSC(Sediment Sulfide Concentration)法反映沉积环境中的有机负荷量和耗氧速率，规定硫化物含量必须低于耗氧 速率最大时对应的硫化物含量，若硫化物含量低于400mg/kg,则认为养殖场环境是安全的。2.2 相关环保标准和环保工作的需要继大气污染防治和水污染防治行动计划出台之后，土壤环境污染将成为我国下一步重拳 治理的重点。被称为“土十条”的土壤环境保护和污染治理行动计划即将出台，这意味着 加强土壤环境监测监管、开展土壤污染治理与修复的工作日益紧迫。硫化物是环境质量评价的一项重要指标，面对环境污染事故和土壤本底调查等基础性工 作的全面铺开，硫化物项目的监测需求逐年增加。土壤环境监测技术规范(HJ/T166-2004)中明确规定了硫化物(选测项目)的监测要求为每3年一次；“973”、“863”、“自然科 学基金”在内的我国多项重点科研项目，均涉及土壤和沉积物中硫化物污染的相关研究；涉 及金属硫化物矿区周围土壤和湖泊、海洋及养殖水体沉积物的监测、评价与污染控制卬3 都需首先获得相关环境介质中的硫化物含量数据。我国现行的环境质量标准中，土壤环境质量标准(GB15618-1995)未对土壤中硫化物 的最大允许浓度规定限值。海洋沉积物质量标准(GB18668-2002)中规定硫化物在第 一类海洋沉积物(适用于海洋渔业水域，海洋自然保护区，珍稀与濒危生物自然保护区，海 水养殖区，海水浴场，人体直接接触沉积物的海上运动或娱乐区，与人类食用直接有关的工 业用水区)中的限值为300 mg/kg,第二类海洋沉积物(适用于一般工业用水区，滨海风景 旅游区)中的限值为500 mg/kg,第三类海洋沉积物(适用于海洋港口水域，特殊用途的海 洋开发作业区)硫化物中的限值为600 mg/kgo温室蔬菜产地环境质量评价标准(HJ333-2006)和食用农产品产地环境质量评价标准(HJ332-2006)在土壤环境质量评 价部分对硫化物限值未作规定，但在灌溉水质量评价部分均给出了 1.0mg/L的硫化物限值。展览会用地土壤环境质量评价标准(暂行)(HJ350-2007)中未给出土壤硫化物的限值 标准。目前，我国尚无现行的国标或行标土壤硫化物测定方法，只能参照水和废水监测分析 方法(第三版)、环境监测分析方法(城乡建设环境保护部环境保护局，1983年)和海洋监测规范第5部分：沉积物分析(GB17378.5-2007)网中硫化物的测定方法开展 监测。上述方法在样品保存、预处理及分析测定等方面存在回收率严重偏低等诸多问题，不 能满足现今工作要求。因此，编制土壤和沉积物中硫化物的标准监测方法刻不容缓。3国内外相关分析方法研究目前，测定水中硫化物的方法较多，按原理不同主要分为碘量法、分光光度法、离子选 择电极法、冷原子吸收测汞间接测定法、流动注射分析法和薄膜扩散技术等。43.1 主要国家、地区和国际组织相关分析方法研究Acid-Soluble and Acid-Insoluble Sulfides：Distillation（美国 EPA Method 903OB）9：此方法可用于测定水和废水、固体废物中的硫化物，其原理是样品经酸化，硫化物转化为硫 化氢，用氮气将硫化氢吹出，进入乙酸锌吸收液中沉淀为硫化锌，碘量法测定。该方法对不 易溶于酸的硫化物仅提供半定量测定，如难溶的CuS的回收率只有20-40%,而微溶硫化物 SnS2的回收率也仅为40-60%。Extractable Sulfides（美国EPA Method 9031）10：当样品基体过于复杂（如含有 油脂），不能通过蒸播分离得到硫化物时，可选用该方法并通过萃取去除干扰后，按照EPA Method 9030B的相关分析步骤测定，测定下限为1 mg/kg。Titrimetric Procedure for Acid-Soluble and Acid-Insoluble Sulfides（美国 EPA Method 9034）11：该方法采用碘量法原理，测定EPA Method 9030B方法蒸播处理后的样品中硫化 物含量，测定范围为0.2 mg/kg-50 mg/kgoISO、ASTM、JIS中只规定了水中硫化物的测定方法，均采用酸化吹气的方法处理样品。尚无土壤和沉积物中硫化物的相关分析要求。3.2 国内相关分析方法研究我国现行土壤和沉积物中硫化物的测定方法，包括碘量法、离子选择电极法、亚甲基蓝 分光光度法、流动注射分析、薄膜扩散技术等，主要参照水和废水监测分析方法（第三版）和海洋监测规范第5部分：沉积物分析（GB17378.5-2007）。碘量法适用于测定硫化物含量较高的土壤和沉积物样品，但灵敏度低。其原理是在酸性 条件下，硫化物与过量的碘作用，剩余的碘用硫代硫酸钠溶液滴定，根据硫代硫酸钠溶液所 消耗的量，推导出硫化物的含量。离子选择电极法测定硫化物时，检出限较碘量法低，但由于电极的电流响应与硫离子浓 度呈指数关系，所以更适于测定硫化物含量跨度较大的样品，当硫化物含量普遍偏低时，其 电流响应效果不好、稳定性差，易产生较大误差。通过实验发现，国内厂商（例如上海雷磁 等常用电极品牌）所生产的银硫电极在出厂前并未针对硫离子应用进行校正，所以除专门定 制外，大都无法准确测定硫离子含量。进口电极价格昂贵，同时也存在不易使用、稳定性较 差等缺点口”流动注射法于上世纪70年代中期诞生并迅速发展起来，是一种溶液自动处理并测定的 现代分析技术，具有分析速度快，准确度高，重现性好，检出限低，检测浓度范围大，自动 进样，自动稀释，操作简单，样品和试剂消耗量小等特点。夏畅斌口刀在2003年建立了流动 注射光度法测定污泥中可酸解硫化物的方法，该方法基于亚甲蓝反应原理，将污泥样品用乙 酸锌固定，样品中硫化物转化为ZnS后，经HC1酸化生成硫化氢气体，被NaOH溶液吸收后用 流动注射法测定。实验结果表明该方法简便、快速，线性范围为0.05-2mg/L,检出限为 0.04mg/L,测定频率为50次/h,标准加入回收率在97.6%-104.6%之间。薄膜扩散技术是近年来迅速发展的一种原位被动采样技术，可在不影响溶液浓度和周围 环境的前提下直接收集待测物质，真实反映其在被测体系中的浓度。李文军等口到采用经Agl 改良的DGT膜对沉积物中硫化物进行转移测定，根据DGT固定膜使用后的扫描灰度和膜中 硫化物的实际浓度建立灰度/浓度模型，从而直接得到沉积物中硫化物的实际浓度。5亚甲蓝分光光度法是最为经典的硫化物测定方法，该方法检出限低，显色稳定，易于操 作，测定水和废水中硫化物含量的国标方法（GB/T 16489-1996）也应用的这一原理。国内 关于土壤和沉积物中硫化物测定方法的研究，多是在此基础上不断改进样品的预处理方式，如现场固定、吹气装置、吹气温度和速度、酸化酸型、吸收液以及吸收装置等。戴克慧采 用全玻璃装置代替乳胶管，克服了吹气装置导气管对硫化氢的吸收。也有人用巧用聚四氟 乙烯管作导气管，达到了相同的目的，同时用多孔吹气管代替单孔吹气管，提高了吹气效率。邱昌莲等口5认为采用氮气作为载气需要连接一整套繁琐的装置且气流不稳定，她建议在5.0-10.0g新鲜土壤中加入5克10-20目锌粒和20 ml 1+1盐酸，将反应生成的氢气作为载气，可将 回收率提升至90.8-103%。在吸收液的选择上，有文献建议改用NaOH碱性吸收液，使硫 化氢得以充分吸收，回收率可较标准方法提高12.7%；如在碱性吸收液中加入三乙醇胺，可 使H2s反应更容易、稳定，也可提高回收效率。综上所述，碘量法检出限较高，不适于硫化物含量较低样品的测定；离子选择电极法适 用于现场采样测定；流动注射法和薄膜扩散技术都具有准确、简便、快速且适用于大批样品 的优点，但所需设备复杂昂贵，且长期需要技术人员调试和维护，在我国不具有广泛适用性。因此本标准制定时对亚甲基蓝分光光度法测定硫化物进行优化，并对样品的预处理方式进行 改进。4标准制修订的基本原则和技术路线4.1 标准制修订的基本原则按照国家环境保护标准制修订工作管理办法和环境监测分析方法标准制修订技 术导则（HJ168-2007）的要求，兼顾国内监测分析实际情况，确保本标准的先进性、适用 性、可操作性和实用性。（1）先进性：其准确度、精密度和灵敏度达到国外同类方法的同等水平。（2）适用性：满足相关环境质量标准、污染控制排放标准的要求。（3）可操作性：符合我国目前检测仪器设备和试剂、材料的供应条件。（4）实用性：符合检测从业人员的技术水平，能被国内主要的环境分析实验室所使用 并达到所规定的要求。4.2 标准制修订的技术路线通过查阅国内外相关文献资料，制定条件优化方案，确保本方法前处理所采用的装置操 作简便，显色过程所使用的试剂普遍易得，能够满足国内实验室的条件要求。标准编制组还 进一步优化样品采集、保存及分析条件，完善干扰消除方法，确定精密度、准确度、检出限 和测定范围等技术特性指标及质量保证和质量控制内容，并组织六家外部实验室进行方法验 证。硫化氢发生装置和吸收液的选择参考水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法（GB/T16489-1996）水和废水监测分析方法（第三版）、环境监测分析方法（城 乡建设环境保护部环境保护局，1983年）、海洋监测规范第5部分：沉积物分析（GB17378.5-2007）、EPA9030B和EPA9031以及文献资料，确定先进性、适用性、可操 作性和实用性强的方法，并按照工作流程叙述，力求条理清晰、文字简洁。本标准制订的技术路线图见图lo6图1土壤和沉积物硫化物的测定亚甲蓝分光光度法制定技术路线图5方法研究报告5.1 方法研究的目标本标准规定了测定土壤和沉积物样品中硫化物含量的亚甲基蓝分光光度法。通过实验确定前处理装置和吸收液类型，优化测定条件，明确方法检出限、测定范围、精密度、准确度等特性指标，规范操作步骤；通过统计检验技术确认外部实验室试验结果的 准确性；通过外部实验室验证方法的再现性。5.2 方法原理本标准所测定的“土壤和沉积物中硫化物”为“酸溶性硫化物，即可与酸作用释放 H2s的硫化物，是硫循环过程中活性最高的部分，是衡量土壤和沉积物环境优劣的重要指标。7测定原理如下：土壤和沉积物样品中的硫化物经酸化生成硫化氢气体后，被氢氧化钠吸 收生成硫化钠。硫离子与N,N-二甲基对苯二胺、硫酸铁胺反应生成亚甲基蓝，665 nm处测 定。其反应式如下：5.3 试剂和材料除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯试剂和不含目标化合物的去离子水。(1)去离子水：将蒸储水通过离子交换柱制得去离子水，或市售。(2)浓硫酸：p=1.84 g/mL(3)浓盐酸:p(HCl)=1.19g/ml,优级纯。(4)硫酸溶液：(1+5)(5)盐酸溶液：(1+1)(6)氢氧化钠(NaOH)。(7)N,N-二甲基对苯二胺盐酸盐NH2C6H4N(CH3)2-2HC1O(8)硫酸铁钱Fe(NH4)(SO4)2-1 2H2Oo(9)淀粉。(10)重辂酸钾(KzCrzO7)：基准试剂。取适量重铭酸钾于称量瓶中，置于110c烘干2h,干燥箱内冷却，备用。(11)碘(I2)o(12)碘化钾(KI)o(13)硫代硫酸钠(Na2S2O3-5H2O)。(14)无水碳酸钠(Na2co3)。(15)乙酸锌Zn(CH3coO)2-2H2O。(16)硫化钠(Na2s.9H2O)。(17)抗坏血酸(C6H8。6)。(18)乙二胺四乙酸二钠(GoHiQgNzNazQHzO)。(19)抗氧化剂溶液称取2 g抗坏血酸、0.1 g乙二胺四乙酸二钠、0.5 g氢氧化钠溶于100 ml水中，摇匀并贮存 于棕色试剂瓶中。(20)氢氧化钠溶液，/(NaOH)=10 g/L称取10 g氢氧化钠溶于1 000 ml水中，摇匀。(21)N,N-二甲基对苯二胺溶液：p(NH2C6H4N(CH3)2-2HCl)=2 g/L称取2gN,N-二甲基对苯二胺盐酸盐NH2c6H4N(CH32HC1溶于200 ml水中，缓缓加入 200 ml浓硫酸，冷却后用水稀至1 000 mL摇匀。此溶液室温下贮存于密闭的棕色瓶内，可稳定 三个月。8(22)硫酸铁镀溶液：p(Fe(NH4)(SO4)2)=100 g/L称取25 g硫酸铁俊Fe(NH4)(SC4)2T2H2O溶于适量水中，加入5 ml浓硫酸，再用水稀释至 250 ml，摇匀。溶液如出现不溶物或浑浊，应过滤后使用。(23)淀粉溶液，(淀粉尸10 g/L称取1g淀粉，用少量水调和成糊状，慢慢倒入50 ml沸水，继续煮沸至溶液澄清，定容至 100 ml,冷却后贮存于试剂瓶中。临用现配。(24)重铝酸钾标准溶液，/)(l/6K2Cr207)=0.0100 mol/L准确称取0.4903g重铭酸钾溶于水中，移入1 000 ml容量瓶，稀释至标线，摇匀。(25)碘标准溶液，(1/2卜尸0100。mol/L准确称取6.3450 g碘溶解于100 ml水中，加入20 g碘化钾，溶解后转移入500 ml棕色容量 瓶，稀释至标线，摇匀。贮存于棕色磨口试剂瓶中，阴凉处保存。(26)硫代硫酸钠标准溶液，(Na2s2O3尸0.01 mol/L：称取2.48 g硫代硫酸钠(Na2S2O3-5H2O)溶于水中，加入1 g无水碳酸钠，转移至1 000 ml 棕色容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。其准确浓度需进行标定。如溶液呈现浑浊，则须过滤后 标定使用。标定方法：在250 ml碘量瓶中，加入1g碘化钾、50 ml水和15.00 ml重铝酸钾标准溶液，振摇至完全溶解后，再加入5 ml硫酸溶液，立即密塞摇匀，于暗处放置5 min。取出后，用待标 定的硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈淡黄色时，加1ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好消失。记录硫代硫酸钠标准溶液的用量，同时作空白滴定。硫代硫酸钠标准溶液的准确浓度按式(1)计算:,0.0100 x15.00PNa2sa(加g IL)=-(1)“1 一 2式中：匕滴定重铝酸钾标准溶液消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；V2滴定空白溶液消耗硫代硫酸标准溶液的体积，ml。(27)乙酸锌溶液，/Zn(CH3COO)2-2H2O=10 g/L称取10 g乙酸锌溶于1 000 ml水中，摇匀。(28)硫化物标准贮备溶液：(S”)100mg/L取一定量结晶状硫化钠(Na2s.9H2O)于布氏漏斗或小烧杯中，用水淋洗除去表面杂质，用 干滤纸吸去水份后，称取0.75 g于约100 ml水中溶解，用中速定量滤纸过滤至1000 ml棕色容量 瓶中，定容。每次配制硫化物标准使用液之前，均应标定硫化物标准贮备溶液的浓度。标定：在250 ml碘量瓶中，依次加入50.0 ml水、10.00 ml待标定的硫化物标准贮备溶液、20.00 ml碘标准溶液和5.01硫酸溶液后立即摇匀。于暗处放置5 min,用硫代硫酸钠标准溶液滴 定至溶液呈淡黄色时，加1ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好消失，记录硫代硫酸钠标准溶液 的用量，同时作空白滴定。硫化物的含量按式(2)计算：Ps2.(wg/Z)=(匕 匕)X Pn%s&X1603 X100010.00(2)式中：匕一一滴定硫化物标准溶液消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；9v2滴定空白溶液消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，ml；0Vgs2Q一硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；16.03硫化物（1/2S）的摩尔质量。硫化物标准贮条溶液也可直接购买市售有证标准物质。（29）硫化物标准使用溶液：/（S2-）=10.00 mg/L将一定量新标定的硫化物标准贮备溶液移入装有少量水的100 ml棕色瓶中，用水定容，使 之成均匀含硫离子浓度为10.00 mg/L的硫化物标准使用溶液，临用现配。（30）载气：氮气，纯度大于99.99%。5.4仪器和设备（1）酸化-吹气-吸收装置（图3）。1一水浴；2反应瓶；3加酸分液漏斗；4吸收管 图3硫化物酸化-吹气-吸收装置（2）蒸储装置（图4）。1加热装置；2蒸储瓶；3冷凝管；4-吸收管 图4硫化物蒸僧装置（3）分析天平：精度为0.01g。（4）分光光度计：带10 mm比色皿。（5）吸收管：100ml比色管。（6）一般实验室常用仪器。5.5 样品5.5.1 样品采集10按照场地环境监测技术导则(HJ 2522014)的相关规定进行土壤样品的采集。按 照海洋监测规范第3部分:样品采集、贮存与运输(GB17378.3)和海洋监测规范第 5部分:沉积物分析(GB17378.5)的相关规定进行沉积物样品的采集。5.5.2 样品的保存方法参考场地环境监测技术导则(HJ 25.2-2014)7.1.6中有关土壤样品保存的描述：挥 发性有机物污染的土壤样品和恶臭污染土壤的样品应采用密封性的采样瓶封装，样品应充满 容器。由于土壤和沉积物中的硫化物常以不稳定的游离态存在，在空气中易氧化和挥发，使测 定结果偏低。因此，样品采集后必须加以固定，相关标准、文献中关于硫化物样品的固定方 法汇总如下：水质 硫化物的测定 亚甲基蓝分光光度法(GB/T16489-1996)：每升中性水样中加 入1 ml 4%NaOH和2 ml 5%乙酸锌-1.25%乙酸钠溶液，使水样呈碱性并形成硫化锌沉淀。环境监测分析方法(城乡建设环境保护部环境保护局，1983年)：取一定量的底质 样品，加一定量的锌氨溶液固定，于5c保存，在5天内测定。锌氨溶液的配制方法为：称取 5g七水硫酸锌溶于500 ml水中，力口300 ml 2%NaOH溶液和70 g硫酸铁，稀释至1L。海洋监测规范第5部分：沉积物分析(GB17378.5-2007)：取20 g-30 g新鲜湿样，盛于125ml磨口广口瓶中，充氮气后塞紧密封。但该方法在实际采样过程中可操作性较差。EPA9030B和EPA9031：用2 moi/L乙酸锌填充固体表面，直到湿润，将顶部空间的空气 抽出后，4c保存。文献资料中，黄久清等口力主张用锌氨溶液作为稳定剂，底质样品放置两天后进行回收 率测定，可得到满意的结果，与水和废水监测分析方法(第三版)表述一致。综上，选取两种土壤和一种沉积物样品(样品种类描述见表1),在氮气环境中进行翻 转震荡，匀质化处理后等分五份，分别选用五种不同的保存方法：(1)空白对照；(2)4c冷藏；(3)l%NaOH溶液湿润土壤样品上部或水封于沉积物样品上部；(4)锌氨溶液湿润土壤样品上部或水封于样品上部；(5)5%乙酸锌-1.25%乙酸钠湿润土壤样品上部或水封于样品上部；每个样品按照上述保存方法，经相同保存时间后平行测定三次，比较保存效果。测定时 尽量选择靠近中间部分的更具代表性的样品。测定结果见表2和图5。表1保存效果实验所采用的土壤或沉积物种类样品种类及性状描述1一般农田土，棕黄色细质土，土壤硫化物含量较低2工业厂区污染地土壤，黑色粘质土，土壤硫化物含量较高3于桥水库沉积物11表2不同土壤或沉积物加入不同保存剂的测定结果比较保存剂样 品7R同测定时间的硫七物含量（mg/kg）Oh2h6h1 2hId1.5d2d3d4d5d对照11.251.211.261.1 41.040.960.830.780.620.3121 5.01 5.91 4.31 4.91 3.21 1.91 0.29.1 57.235.1 4334.934.236.133.732.130.631.429.325.420.14。冷藏1/1.261.221.211.241.1 91.221.071.010.912/1 5.61 4.91 5.91 4.21 5.21 4.11 3.51 2.91 0.63/32.933.935.132.133.631.228.226.225.4l%NaOH溶液1/1.201.231.1 61.1 81.241.261.1 01.000.882/1 4.41 3.91 5.21 5.91 4.41 4.01 3.91 3.11 1.43/35.634.236.132.134.034.932.130.928.1锌氨溶液1/1.241.1 91.1 61.211.1 71.1 81.1 51.1 30.992/1 3.91 4.61 4.91 3.21 2.11 3.91 4.11 3.21 3.13/34.135.932.132.934.034.932.132.231.15%乙酸锌-1.25%乙酸钠1/1.241.261.201.1 91.241.1 81.1 51.060.922/1 4.11 3.61 5.21 3.21 3.01 4.21 2.91 2.19.1 33/33.234.835.132.932.734.232.130.829.2土壤样品1对照T-4C冷藏T-l%NaOH溶液T-锌氨溶液T-5%乙酸锌-1.25%乙酸钠嚏普)匹如孝想-一 5%乙酸锌-1.25%乙酸钠对照-4冷藏-A-l%NaOH溶液一锌氨溶液土壤样品220 40 60 80 100 120保存时间（h）0 20 40 60 80 100 120保存时间（h）(更/甘)保存时间（h）图5不同土壤或沉积物加入不同保存剂的测定结果比较由表2和图5可见,不加任何处理的土壤和沉积物样品的硫化物含量在48h以后明显降 低，在5d时分别降为初始值的24.8%、34.2%和57.6%。除4冷藏外，其他三种保存效果 相近，48h内的测定结果与初始值相差不大；3d时,，两份土壤样品中的硫化物含量降为初始 值的86.0%-92.3%,沉积物样品降为初始值的86.5%92.0%；4d时，两份土壤样品降为初始 12值的83.3%-95.0%,沉积物样品降为初始值的86.8%-94.4%；5d时，两份土壤样品降为初始 值的69.7%-81.9%,沉积物样品降为初始值的72.8%-89.1%。此外，采用锌氨溶液作为固定 剂，5d时的测定结果分别为初始值的79.2%、81.9%和89.1%,较其他儿种方法测定结果高，但是锌氨溶液的配制方法较为复杂。因此，根据硫化物含量降低20%即为保存效果不佳的 原则，建议选择l%NaOH溶液为固定剂，加入时以土壤样品上部湿润、沉积物样品上部形 成水封为准，并于4d内测定。对于4冷臧，三种样品在48h内硫化物的测定结果与初始 值相差不大，3d时，三份土壤样品中硫化物含量降为初始值的84.9%-86.5%,因此也可将样 品于4c低温环境中运输、保存，2d内测定。5.6 分析步骤5.6.1 硫化氢发生装置的选择（1）吹气式硫化氢发生装置水质硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法（GB/T 16489-1996）、水和废水监测 分析方法（第三版）、环境监测分析方法（城乡建设环境保护部环境保护局，1983 年）以及EPA9030B中均采用吹气式硫化氢发生装置（图3）,该装置操作过程如下：称取20.0 g 土壤样品或5.00 g沉积物样品，迅速转移至500 ml反应瓶中，稀释至约100 ml（若硫化物浓度高，可少取样品），加入5ml抗氧化剂，轻轻摇动。量取lOmlNaOH溶 液于吸收管中作为吸收液。连接好装置，开启氮气，调整氮气流量至300ml/min,通氮气5 min,以除去反应瓶和吸收管中的溶解氧，同时将水浴温度升至100C。关闭分液漏斗活塞，在分液漏斗中加入20 ml（1+1）盐酸溶液（盐酸溶液应先通氮气30 min）,打开活塞将酸缓 慢注入反应瓶中，将反应瓶放入水浴中开始加热，控制氮气流量在300ml/min左右。30 min 后，停止加热，并加大氮气流量至500 ml/min尾吹10 min后关闭氮气。用少量水冲洗吸收 管各接口，吸收液和冲洗液一并转入100 ml显色管中，待测。（2）蒸储式硫化氢发生装置海洋监测规范第5部分：沉积物分析（GB17378.5-2007）系采用蒸储式硫化氢发 生装置（图4）,其样品测定过程为：将20.0 g土壤样品或5.00 g沉积物样品放入500 ml蒸镭瓶中，稀释至约100 ml（若硫化物 浓度高，可少取样品），加入5 ml抗氧化剂，轻轻摇动，加数粒玻璃珠。量取10 ml NaOH 溶液于100 ml吸收显色管中作为吸收液。储出液导管上端接冷凝管的出口，下端插入接收瓶 的吸收液中，检查连接部位，使其严密。蒸储时，播出液导管下端要插入吸收液液面下，使 吸收完全。向蒸储瓶中迅速加入20 ml（1+1）盐酸溶液，并立即盖紧塞子，打开冷凝水，储 出液以24 ml/min速度进行加热蒸储。当吸收管中的溶液达到60 ml左右时，停止蒸储，并 用少量水冲洗连接管，冲洗液并入吸收显色管中，待测。选择以上两种发生装置，分别采用5%乙酸锌-1.25%乙酸钠、l%NaOH为吸收液，采用 三种不同浓度的硫化物标准溶液（0.10 mg/L、0.30 mg/L、0.70 mg/L）进行回收率实验，以 确定适合的硫化氢发生装置，结果见表3和表4。13表3不同H2s发生装置（5%乙酸锌-1.25%乙酸钠为吸收液）测定硫化 物标准溶液的结果比较平行号123吹气式蒸储式吹气式蒸你式吹气式蒸储式测定 结果（mg/L）10.0760.0740.2310.2440.6020.56720.0660.0790.2560.2490.5890.58330.0750.0820.2890.2550.5450.56540.0890.0810.2550.2490.5940.56950.0820.0820.2280.2480.5670.58960.0780.0850.2650.2450.5750.579平均值（mg/L）0.0780.0800.2540.2480.5790.575加标量（mg/L）0.1(0.300.70加标回收率（）77.780.584.782.882.782.2标准偏差（mg/L）0.00770.00370.0230.00390.0210.0098相对标准偏差（）9.94.68.91.63.61.7表4不同H2s发生装置（l%NaOH为吸收液）测定硫化物标准溶液的结果比较平行号123吹气式蒸储式吹气式蒸储式吹气式蒸储式测定 结果（mg/L）10.0880.0970.2790.2890.6570.66620.0940.0920.2980.2800.61 90.65730.0840.0850.2900.2890.6660.64440.0960.0880.2700.2720.6350.64950.0980.0900.2760.2910.6490.65060.0880.0920.2570.2870.6690.669平均值（mg/L）0.0910.0910.2780.2850.6490.656加标量（mg/L）0.1 00.300.70加标回收率（）91.390.792.894.992.793.7标准偏差（mg/L）0.00550.00410.01 450.00730.01 920.01 00相对标准偏差（）6.04.55.22.63.01.5由表3可见，以乙酸锌-乙酸钠为吸收液，吹气式H2s发生装置的回I收率为77.7%84.7%,蒸馈式H2s发生装置的回收率为80.5%82.8%,对两种方式进行/检验，无显著差异（pV 0.05）o分别对3个不同浓度的标准溶液平行测定6次，吹气式H2s发生装置测定结果的相对 标准偏差为3.6%-9.9%,蒸储式H2s发生装置测定结果的相对标准偏差为1.6%-4.6%,均能满 足实验要求。从表4可见，以l%NaOH为吸收液，也可得出相同的结论，但回收率高于乙酸 锌-乙酸钠吸收方式。因此，选择以上两种发生方式，以l%NaOH为吸收液，采用四种不同的土壤或沉积物 样品进行回收率实验，结果见表5和表6。表5吹气式H2s发生装置（l%NaOH为吸收液）测定土壤样品的结果比较平行号褐土黑土沉积物污泥原土加标土原土加标土原土加标土原土加标土测定11 7.425.44.1 28.9032.954.250.471.2结果21 8.927.94.898.2439.052.654.470.0（阳）31 7.322.94.569.1 438.258.248.976.441 4.426.83.898.7435.451.948.067.11451 8.229.04.049.4540.055.049.973.261 5.926.54.228.0534.853.151.070.9平均值（jig）1 7.026.44.298.7536.754.250.471.5标准偏差（gg）1.62.10.40.52.82.32.23.1相对标准偏差（）9.68.08.76.17.54.24.44.4加标量（pig）1 0.005.0020.0025.00加标回收率（）94.089.287.584.4表6蒸播式H2s发生装置（l%NaOH为吸收液）测定土壤样品的结果比较平行号褐土黑土沉积物污泥原土加标上原土加标上原土加标土原土加标土测定 结果 g）11 7.927.74.258.6939.856.952.470.221 6.926.44.578.4536.955.654.970.931 6.626.24.838.8