hj 745-2015 土壤 氰化物和总氰化物的测定 分光光度法

'中华人民共和国国家环境保护标准HJ745-2015土壤氰化物和总氰化物的测定分光光度法Soil－Determinationofcyanideandtotalcyanide－Spectrometricmethod（发布稿）本电子版为发布稿。请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。2015-06-04发布2015-07-01实施环境保护部发布 目次前言....................................................................................................................................................................ii1适用范围........................................................................................................................................................12规范性引用文件............................................................................................................................................13术语和定义....................................................................................................................................................14方法原理........................................................................................................................................................15干扰和消除....................................................................................................................................................26试剂和材料....................................................................................................................................................27仪器和设备....................................................................................................................................................38样品................................................................................................................................................................49分析步骤........................................................................................................................................................510结果计算与表示..........................................................................................................................................611精密度和准确度..........................................................................................................................................612质量保证和质量控制..................................................................................................................................713废物处理......................................................................................................................................................7附录A（资料性附录）铁氰化钾标准溶液的配制和标定...........................................................................8i 前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，保护环境，保障人体安全健康，规范土壤中氰化物和总氰化物的测定方法，制定本标准。本标准规定了测定土壤中氰化物和总氰化物的分光光度法。本标准为首次发布。本标准的附录A为资料性附录。本标准由环境保护部科技标准司组织制订。本标准主要起草单位：上海市环境监测中心。本标准验证单位：江苏省环境监测中心、南京市环境监测中心站、苏州市环境监测中心站、上海市浦东新区环境监测站、上海市普陀区环境监测站、上海纺织节能环保中心。本标准环境保护部2015年6月4日批准。本标准自2015年7月1日起实施。本标准由环境保护部解释。ii 土壤氰化物和总氰化物的测定分光光度法警告：氢氰酸和氰化物属于剧毒物质。在酸性溶液中，剧毒的氢氰酸气体（带有刺鼻的杏仁味）会挥发出来。故除非是在特定步骤下进行实验，否则不应酸化样品。整个实验过程应在通风橱内进行，实验人员在处理被污染的样品时应戴上合适的防毒面具。1适用范围本标准规定了测定土壤中氰化物和总氰化物的分光光度法。本标准适用于土壤中氰化物和总氰化物的测定。当样品量为10g，异烟酸-巴比妥酸分光光度法的检出限为0.01mg/kg，测定下限为0.04mg/kg；异烟酸-吡唑啉酮分光光度法的检出限为0.04mg/kg，测定下限为0.16mg/kg。2规范性引用文件本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。HJ484水质氰化物的测定容量法和分光光度法HJ613土壤干物质和水分的测定重量法HJ/T166土壤环境监测技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1氰化物cyanide是指在pH=4介质中，硝酸锌存在下，加热蒸馏能形成氰化氢的氰化物，包括全部简单氰化物（多为碱金属和碱土金属的氰化物）和锌氰络合物，不包括铁氰化物、亚铁氰化物、铜氰络合物、镍氰络合物和钴氰络合物。3.2总氰化物totalcyanide是指在pH<2磷酸介质中，二价锡和二价铜存在下，加热蒸馏能形成氰化氢的氰化物，包括全部简单氰化物（多为碱金属和碱土金属的氰化物，铵的氰化物）和绝大部分络合氰化物。4方法原理4.1异烟酸-巴比妥酸分光光度法1 试样中的氰离子在弱酸性条件下与氯胺T反应生成氯化氰，然后与异烟酸反应，经水解后生成戊烯二醛，最后与巴比妥酸反应生成紫蓝色化合物，该物质在600nm波长处有最大吸收。4.2异烟酸-吡唑啉酮分光光度法试样中的氰离子在中性条件下与氯胺T反应生成氯化氰，然后与异烟酸反应，经水解后生成戊烯二醛，最后与吡唑啉酮反应生成蓝色染料，该物质在638nm波长处有最大吸收。5干扰和消除当试样微粒不能完全在水中均匀分散，而是积聚在试剂－空气表面或试剂－玻璃器壁界面时，将导致准确度和精密度降低，可在蒸馏前加5ml乙醇以消除影响。试样中存在硫化物会干扰测定，蒸馏时加入的硫酸铜可以抑制硫化物的干扰。试料中酚的含量低于500mg/L时不影响氰化物的测定。油脂类的干扰可在显色前加入十二烷基硫酸钠予以消除。6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，实验用水为新制备的蒸馏水或去离子水。6.1酒石酸溶液：ρ（C4H6O6）＝150g/L。称取15.0g酒石酸溶于水中，稀释至100ml，摇匀。6.2硝酸锌溶液：ρ[Zn(NO3)2·6H2O]＝100g/L。称取10.0g硝酸锌溶于水中，稀释至100ml，摇匀。6.3磷酸：ρ（H3PO4）＝1.69g/ml。6.4盐酸：ρ（HCl）＝1.19g/ml。6.5盐酸溶液：c（HCl）＝1mol/L。量取83ml盐酸（6.4）缓慢注入水中，放冷后稀释至1000ml。6.6氯化亚锡溶液：ρ（SnCl2·2H2O）＝50g/L。称取5.0g二水合氯化亚锡溶于40ml盐酸溶液（6.5）中，用水稀释至100ml，临用时现配。6.7硫酸铜溶液：ρ（CuSO4·5H2O）＝200g/L。称取200g五水合硫酸铜溶于水中，稀释至1000ml，摇匀。6.8氢氧化钠溶液：ρ（NaOH）＝100g/L。称取100g氢氧化钠溶于水中，稀释至1000ml，摇匀，贮于聚乙烯容器中。6.9氢氧化钠溶液：ρ（NaOH）＝10g/L。称取10.0g氢氧化钠溶于水中，稀释至1000ml，摇匀，贮于聚乙烯容器中。2 6.10氢氧化钠溶液：ρ（NaOH）＝15g/L。称取15.0g氢氧化钠溶于水中，稀释至1000ml，摇匀，贮于聚乙烯容器中。6.11氯胺T溶液：ρ（C7H7ClNNaO2S·3H2O）＝10g/L。称取1.0g氯胺T溶于水中，稀释至100ml，摇匀，贮存于棕色瓶中，临用时现配。6.12磷酸二氢钾溶液（pH=4）。称取136.1g无水磷酸二氢钾（KH2PO4）溶于水中，加入2.0ml冰乙酸（C2H4O2），用水稀释至1000ml，摇匀。6.13异烟酸—巴比妥酸显色剂。称取2.50g异烟酸（C6H6NO2）和1.25g巴比妥酸（C4H4N2O3）溶于100ml氢氧化钠溶液（6.10）中，摇匀，临用时现配。6.14氢氧化钠溶液：ρ（NaOH）＝20g/L。称取20.0g氢氧化钠溶于水中，稀释至1000ml，摇匀，贮于聚乙烯容器中。6.15磷酸盐缓冲溶液（pH=7）。称取34.0g无水磷酸二氢钾（KH2PO4）和35.5g无水磷酸氢二钠（Na2HPO4）溶于水中，稀释至1000ml，摇匀。6.16异烟酸—吡唑啉酮显色剂。6.16.1异烟酸溶液。称取1.5g异烟酸（C6H6NO2）溶于25ml氢氧化钠溶液（6.14）中，加水稀释定容至100ml。6.16.2吡唑啉酮溶液。称取0.25g吡唑啉酮（3-甲基-1-苯基-5-吡唑啉酮，C10H10ON2）溶于20mlN,N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]中。6.16.3异烟酸-吡唑啉酮溶液。将吡唑啉酮溶液（6.16.2）和异烟酸溶液（6.16.1）1:5混合，临用时现配。注1：异烟酸配成溶液后如呈现明显淡黄色，使空白值增高，可过滤。实验中以选用无色的N,N-二甲基甲酰胺为宜。6.17氰化钾标准贮备溶液：ρ（KCN）＝50μg/ml。购买市售有证标准物质。如自行配制，可参照HJ484执行。6.18氰化钾标准使用溶液：ρ（KCN）＝0.500μg/ml。吸取10.00ml氰化钾标准溶液（6.17）于1000ml棕色容量瓶中，用氢氧化钠溶液（6.9）稀释至标线，摇匀，临用时现配。7仪器和设备3 除非另有说明，分析时均使用符合国家标准A级玻璃量器。7.1分析天平：精度，0.01g。7.2分光光度计：带10mm比色皿。7.3恒温水浴装置：控温精度±1℃。7.4电炉：600W或800W，功率可调。7.5全玻璃蒸馏器：500ml，仪器装置如图1所示。7.6接收瓶：100ml容量瓶。7.7具塞比色管：25ml。7.8量筒：250ml。7.9一般实验室常用仪器和设备。1-可调电炉2-蒸馏瓶3-冷凝管4-接收瓶5-馏出液导管图1全玻璃蒸馏器8样品8.1采集与保存采样点位的布设和采样方法按照HJ/T166执行，采集后用可密封的聚乙烯或玻璃容器在4℃左右冷藏保存，样品要充满容器，并在采集后48h内完成样品分析。8.2样品称量称取约10g干重的样品于称量纸上（精确到0.01g），略微裹紧后移入蒸馏瓶。另称取样品按照HJ613进行干物质的测定。注2：如样品中氰化物含量较高，可适当减少样品称量或对吸收液（试样A）稀释后进行测定。8.3氰化物试样制备4 参照图1连接蒸馏装置，打开冷凝水，在接收瓶（7.6）中加入10ml氢氧化钠溶液（6.9）作为吸收液。在加入试样后的蒸馏瓶（7.5）中依次加200ml水、3.0ml氢氧化钠溶液（6.8）和10ml硝酸锌溶液（6.2），摇匀，迅速加入5.0ml酒石酸溶液（6.1），立即盖塞。打开电炉（7.4），由低档逐渐升高，馏出液以2ml/min～4ml/min速度进行加热蒸馏。接收瓶内试样近100ml时，停止蒸馏，用少量水冲洗馏出液导管后取出接收瓶，用水定容（V1），此为试样A。8.4总氰化物试样制备参照图1连接蒸馏装置，打开冷凝水，在接收瓶（7.6）中加入10ml氢氧化钠溶液（6.9）作为吸收液。在加入试样后的蒸馏瓶（7.5）中依次加200ml水、3.0ml氢氧化钠溶液（6.8）、2.0ml氯化亚锡溶液（6.6）和10ml硫酸铜溶液（6.7），摇匀，迅速加入10ml磷酸（6.3），立即盖塞。打开电炉（7.4），由低档逐渐升高，馏出液以2ml/min~4ml/min速度进行加热蒸馏。接收瓶内试样近100ml时，停止蒸馏，用少量水冲洗馏出液导管后取出接收瓶，用水定容（V1），此为试样A。注3：如在试样制备过程中，蒸馏或吸收装置发生漏气导致氰化氢挥发，将使氰化物分析产生误差且污染实验室环境，所以在蒸馏过程中一定要时刻检查蒸馏装置的气密性。蒸馏时，馏出液导管下端务必要插入吸收液液面下，使氰化氢吸收完全。8.5空白试样制备蒸馏瓶（7.5）中只加200ml水和3.0ml氢氧化钠溶液（6.8），按步骤8.3或8.4操作，得到空白试验试样B。9分析步骤9.1校准曲线绘制9.1.1异烟酸-巴比妥酸分光光度法取6支25ml具塞比色管（7.7），分别加入氰化钾标准使用溶液（6.18）0.00、0.10、0.50、1.50、4.00和10.00ml，再加入氢氧化钠溶液（6.9）至10ml。标准系列中氰离子的含量分别为0.00、0.05、0.25、0.75、2.00、5.00μg。向各管中加入5.0ml磷酸二氢钾溶液（6.12），混匀，迅速加入0.30ml氯胺T（6.11）溶液，立即盖塞，混匀，放置1min～2min。向各管中加入6.0ml异烟酸-巴比妥酸显色剂（6.13），加水稀释至标线，摇匀，于25℃显色15min（15℃显色25min；30℃显色10min）。分光光度计（7.2）在600nm波长下，用10mm比色皿，以水为参比，测定吸光度。以氰离子的含量（μg）为横坐标，以扣除试剂空白后的吸光度为纵坐标，绘制校准曲线。9.1.2异烟酸-吡唑啉酮分光光度法取6支25ml具塞比色管（7.7），分别加入氰化钾标准使用溶液（6.18）0.00、0.10、0.50、1.50、4.00和10.00ml，再加入氢氧化钠溶液（6.9）至10ml。标准系列中氰离子的含量分别为0.00、0.05、0.25、0.75、2.00、5.00μg。向各管中加入5.0ml磷酸盐缓冲溶液（6.15），混匀，迅速加入0.20ml氯胺T（6.11）溶液，立即盖塞，混匀，放置1min～2min。向各管中加入5.0ml异烟酸-吡唑啉酮显色剂（6.16），加水稀释至标线，摇匀，于25℃~35℃的水浴装置（7.3）中显色40min。分光光度计（7.2）在638nm波长下，用10mm比色皿，以水为参比，测定吸光度。以氰离子的含量（μg）为横坐标，以扣除试剂空白后的吸光度为纵坐标，绘制校准曲线。5 注4：氰化氢易挥发，因此9.1.1和9.1.2中每一步骤操作都要迅速，并随时盖紧瓶塞。9.2试样的测定从试样A中吸取10.0ml试料A于25ml具塞比色管（7.7）中，按9.1.1或9.1.2进行操作。9.3空白试验从试样B中吸取10.0ml空白试料B于25ml具塞比色管（7.7）中，按9.1.1或9.1.2进行操作。10结果计算与表示10.1结果计算-氰化物或总氰化物含量ω（mg/kg），以氰离子（CN）计，按式（1）计算：(A−A−a)×V01ω=（1）b×m×w×Vdm2式中：ω——氰化物或总氰化物（105℃干重）的含量，mg/kg；A——试料A的吸光度；A——空白试料B的吸光度；ba——校准曲线截距；b——校准曲线斜率；V——试样A的体积，ml；1V——试料A的体积，ml；2m——称取的样品质量，g；w——样品中干物质含量，%。dm10.2结果表示当测定结果小于1mg/kg，保留小数点后两位；当测定结果大于等于1mg/kg，保留三位有效数字。11精密度和准确度11.1精密度6家实验室对氰化物含量为0.17mg/kg，0.18mg/kg，1.48mg/kg的统一样品进行测定，实验室内相对标准偏差分别为2.9~16%，3.7~12%，0.6~8.1%；实验室间相对标准偏差分别为9.0%，22%，23%；重复性限为0.04mg/kg，0.04mg/kg，0.23mg/kg；再现性限为0.06mg/kg，0.12mg/kg，0.96mg/kg。6 6家实验室对总氰化物含量为0.19mg/kg，0.41mg/kg，23.0mg/kg的统一样品进行测定，实验室内相对标准偏差分别为1.2~20%，3.5~12%，1.2~9.5%；实验室间相对标准偏差分别为8.9%，8.5%，13%；重复性限为0.06mg/kg，0.09mg/kg，3.2mg/kg；再现性限为0.07mg/kg，0.13mg/kg，9.0mg/kg。11.2准确度6家实验室对氰化物含量为0.17mg/kg，0.18mg/kg的统一样品进行加标分析测定，加标量为3.0~4.0μg，加标回收率分别为72.1%~95.8%，71.8%~94.8%；加标回收率最终值87.7%±16.6%，85.4%±18.8%。6家实验室对总氰化物含量为0.19mg/kg，0.41mg/kg的统一样品进行加标分析测定，加标量为6.0~8.0μg，加标回收率分别为72.8%~118.7%，83.0%~112.1%；加标回收率最终值92.6%±29.8%，96.2%±21.4%。6家实验室对总氰化物含量为25.7mg/kg的标准物质进行测定，相对误差分别为-26%~8.2%，相对误差最终值：-10.3%±23.6%。12质量保证和质量控制12.1空白试验的氰化物和总氰化物含量应小于方法检出限。12.2每批样品应做10%的平行样分析，其氰化物的相对偏差应小于25%，总氰化物的相对偏差应小于15%。如样品不均匀，应在满足精密度的要求下做至少两个平行样的测定，平行样取均值报出结果。12.3每批样品应做10%的加标样分析，氰化物和总氰化物的加标回收率均应控制在70%~120%之间。氰化物的加标物使用氰化物标准溶液，总氰化物的加标物可使用铁氰化钾标准溶液（配制与标定见附录A），加标后的样品与待测样品同步处理。12.4定期使用有证标准物质进行检验。12.5校准曲线回归方程的相关系数γ≥0.999；每批样品应做一个中间校核点，其测定值与校准曲线相应点浓度的相对偏差应不超过5%。13废物处理实验中产生的废液应集中收集，并进行明显标识，如“有毒废液（氰化物）”，委托有资质的单位处置。7 附录A（资料性附录）铁氰化钾标准溶液的配制和标定A.1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，实验用水为新制备的蒸馏水或去离子水。A.1.1碘化钾（KI）。A.1.2盐酸溶液：1+1。A.1.3淀粉溶液：ρ＝0.01g/ml。称取1.0g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，慢慢倒入100ml沸水，继续煮沸至溶液澄清，冷却后贮存于试剂瓶中，临用时现配。A.1.4冰乙酸（C2H4O2）。A.1.5硫酸锌溶液：ρ（ZnSO4）＝0.15g/ml。称取15g硫酸锌，用刚煮沸水溶解稀释至100ml。A.1.6重铬酸钾标准溶液：c（1/6K2Cr2O7）＝0.1000mol/L。称取105℃烘干2h的基准重铬酸钾4.9030g溶于水中，转移至1000ml容量瓶中，定容至标线，摇匀。A.1.7硫代硫酸钠标准溶液：c（Na2S2O3）＝0.1mol/L。称取24.5g五水合硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）和0.2g无水碳酸钠（Na2CO3）溶于水中，转移到1000ml棕色容量瓶中，定容至标线，摇匀。待标定后使用。硫代硫酸钠标准溶液的标定：吸取重铬酸钾标准溶液（A.1.6）15.00ml于碘量瓶中，加入1g碘化钾（A.1.1）及50ml水，加入5ml盐酸溶液（A.1.2）5ml，密塞混匀。置暗处静置5min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，加入1ml淀粉溶液（A.1.3），继续滴定至蓝色刚好消失，记录标准溶液用量，同时作空白滴定。硫代硫酸钠标准溶液的浓度按式（A.1）计算：15.00c=×0.1000（A.1）(V−V)12式中：V——滴定重铬酸钾标准溶液时硫代硫酸钠标准溶液用量，ml；1V——滴定空白溶液时硫代硫酸钠标准溶液用量，ml；20.1000——重铬酸钾标准溶液的浓度，mol/L。8 A.1.8硫代硫酸钠标准滴定溶液：c（Na2S2O3）＝0.01mol/L。移取10.00ml上述标定过的硫代硫酸钠标准溶液（A.1.7）于100ml棕色容量瓶中，用水定容至标线，摇匀，临用时现配。A.2铁氰化钾标准贮备溶液的配制和标定A.2.1铁氰化钾标准贮备溶液：ρ1（CN）≈1g/L。A.2.1.1铁氰化钾标准贮备溶液的配制称取1.3g铁氰化钾（K3[Fe(CN)6]）溶于水中，稀释至500ml，摇匀，避光贮存于棕色瓶中，4℃以下冷藏至少可稳定2个月。临用前用硫代硫酸钠标准溶液（A.1.8）标定其准确浓度。A.2.1.2铁氰化钾贮备溶液的标定吸取25.00ml铁氰化钾标准贮备溶液于碘量瓶中，加入25ml水和3g碘化钾（A.1.1），摇动溶液使碘化钾溶解，加入1滴冰乙酸（A.1.4）和硫酸锌溶液（A.1.5）10ml，塞紧瓶塞，摇匀，于暗处放置10min后，用硫代硫酸钠标准滴定溶液（A.1.8）滴定至溶液呈淡黄时，加入3ml淀粉溶液（A.1.3），继续滴定至溶液蓝色消失为终点，记录硫代硫酸钠标准滴定溶液的用量。另取50.00ml实验用水作空白试验，记录硫代硫酸钠标准滴定溶液的用量。注：铁氰化钾和碘化钾的反应是可逆的，只有在含有锌盐的微酸性溶液中，生成亚铁氰化锌沉淀后，反应才能定量；在滴定时，必须严格控制酸度，反应液只能呈微酸性（几乎接近中性），如稍偏碱，就有次硫酸盐生成，影响标定结果。-铁氰化钾标准贮备溶液的浓度以氰离子（CN）计，按式（A.2）计算：(V−V)×c×104.0834ρ=（A.2）125.00式中：ρ——铁氰化钾标准贮备溶液的质量浓度，g/L；1c——硫代硫酸钠标准滴定溶液的摩尔浓度，mol/L；V——滴定铁氰化钾标准贮备溶液时硫代硫酸钠标准滴定溶液的用量，ml；3V——空白试验时硫代硫酸钠标准滴定溶液的用量，ml；4-104.08——氰离子（4CN）摩尔质量，g/mol；25.00——铁氰化钾标准贮备溶液的体积，ml。A.2.2铁氰化钾标准中间溶液：ρ2（CN）＝10.00mg/L。A.2.2.1铁氰化钾标准中间溶液的浓度计算先按式（A.3）计算出配制500ml铁氰化钾标准中间溶液（A.2.2）时，应吸取铁氰化钾标准贮备溶液（A.2.1）的体积。9 10.00×500V=（A.3）ρ×10001式中：V——吸取铁氰化钾贮备溶液的体积，ml；ρ——铁氰化物贮备溶液的质量浓度，g/ml；110.00——铁氰化钾标准中间溶液的质量浓度，mg/L；500——铁氰化钾标准中间溶液的体积，ml。A.2.2.2铁氰化钾标准中间溶液的配制准确吸取Vml铁氰化钾贮备溶液（A.2.1）于500ml棕色容量瓶中，用水定容至标线，摇匀，避光，临用时现配。A.2.3铁氰化钾标准使用溶液：ρ3（CN）＝1.00mg/L。吸取10.00ml铁氰化钾标准中间溶液（A.2.2）于100ml棕色容量瓶中，用水定容至标线，摇匀，避光，临用时现配。10'