工業廢水中金屬離子的測定

郭崇田

【摘要】工業的高度發展，大量的工業廢水不斷排放到大自然當中，造成了大自然水的污染，影響到人們的健康，所以廢水中的離子測定就成為了一個十分重要的問題，本文對工業廢水中的金屬離子的測定進行了研究。

【關鍵詞】工業廢水，金屬離子，測定

【中圖分類號】X703 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0212-01

隨著城市和工業的不斷發展，大量的城市生活污水和工業廢水排放水體，造成了大自然的水污染；水污染物可分為無機污染物和有機污染物兩大類。無機污染物主要指Hg、Cr、cu、zn、cd、Ph、Ni等金屬的離子和F-、NO-2等陰離子，一般它們具有毒性、不能被生物降解、能在生物體內積累，對生物產生很大的危害。然而，造成水體污染的原因很多，主要有；各種城市生活污水，工業生產排放的廢水，農業灌溉排水，工業生產排放的煙塵被雨水淋洗或直接沉降而流入水體，雨水將地表上的廢物沖刷、或使固體廢物中有害物質溶解而流入水體等現象都對水體造成污染。其中，工業廢水對水體環境的影響較大，化工、洗煤、制藥、造紙、冶金、選礦等工業的排水會造成水體變色、變濁，使水體中懸浮物、重金屬、氰、油、酚等污染因子超標。本文主要對工業廢水中的金屬離子測定進行了介紹。

水體中的金屬元素有些是人體健康必須的常量元素和微量元素，有些是有害于人體健康的，如汞、鉛、鎘、銅、鉻、鋅、砷、釩、鎳、鋇等。受“三廢”污染的地面水和工業污水中有害金屬化合物的含量往往明顯增加。有害物質侵入人體的肌體后，將會使某些酶失去活性而使人體出現不同程度的中毒癥狀。測定水體中金屬元素廣泛采用的方法有原子吸收分光光度法、分光光度法、容量法。主要離子的測定主要有以下幾種。

1、汞的測定：汞及其化合物屬于劇毒物質，無機鹽中以氯化汞毒性最大，有機汞以甲基汞、乙基汞毒性最大。汞是唯一一個常溫下呈液態的金屬，易揮發進入人體呼吸道，亦可為皮膚吸收，造成汞中毒。水體中的微量汞可經食物鏈成百萬倍的富集，引發“水俁病”。天然水中含汞極少，一般不超過0.1μg/L。我國飲用水標準限值為0.001mg/L。汞的最低檢出濃度為2μg/L，測定上限40μg/L。方法適用于工業污水和受汞污染的地面水的監測。

測定方法：冷原子吸收法、雙硫腙分光光度法

2、鉛的測定

鉛是可在人體和動植物組織中蓄積的有毒金屬，其主要毒性效應是導致貧血、神經機能失調和腎損傷等。鉛對水生生物的安全濃度為0.16mg/L。鉛的主要污染源是蓄電池、冶煉、五金、機械、涂料和電鍍工業等部門的排放污水。

測定方法：測定水體中鉛的方法與測定鎘的方法相同。廣泛采用原子吸收分光光度法和雙硫腙分光光度法，也可以用陽極溶出伏安法和示波極譜法。雙硫腙分光光度法基于在pH8.5-9.5的氨性檸檬酸鹽一氰化物的還原介質中，鉛與雙硫腙反應生成紅色螯合物，用三氯甲烷（或四氯化碳）萃取后于510nm波長處比色測定。測定時，要特別注意器皿、試劑及去離子水是否含痕量鉛，這是能否獲得準確結果的關鍵。Bi3+、Sn2+等干擾測定，可預先在pH2--3時用雙硫腙三氯甲烷溶萃取分離。為防止雙硫腙被一些氧化物質如Fe3+等氧化，在氨性介質中加入了鹽酸羥胺。

3、鎘的測定：鎘在濃度很低的情況下都具有很強的毒性，可在人體的肝、腎等組織中蓄積，造成各臟器組織的損壞，尤以對腎臟損害最為明顯。還可以導致骨質疏松和軟化。鎘在土壤和巖石中的自然存在，通常情況下與鋅及其化合物共存。絕大多數淡水的含鎘量低于1μg/L，海水中鎘的平均濃度為0.15μg/L_。鎘的主要污染源是電鍍、采礦、冶煉、染料、電池和化學工業等排放的污水。

測定方法：（測定鎘、銅、鉛、鋅等元素時）直接火焰原子吸收分光光度法（適用于污水和受污染的水）萃取或離子交換法富集FAAS（適用于清潔水）石墨AAS儲用于清潔水，其測定靈敏度高于前兩種方法，但基體干擾較火焰原子化法嚴重）

A、直接吸入FAAS測定鎘（銅、鉛、鋅）清潔水樣可不經預處理直接測定；污染的地面水和污水需用硝酸或硝酸一高氯酸消解，并進行過濾、定容。定量分析方法：標準曲線法、標準加入法

B、雙硫腙分光光度法

原理：方法基于在強堿性介質中，鎘離子與雙硫腙生成紅色螯合物，用三氯甲烷萃取分離后，于518nm處測其吸光度，與標準溶液比較定量。干擾情況：水樣中含鉛20mg/L、鋅30mg/L、銅40mg/L、錳和鐵4mg/L，不干擾測定，鎂離子濃度達20mg/L時，需多加酒石酸鉀鈉掩蔽。本方法適用于受鎘污染的天然水和污水中鎘的測定，測定前應對水樣進行消解處理。

4、鉻的測定

鉻化合物的常見價態有Cr（Ⅲ）和Cr（W1），受水溫、pH值、氧化還原物質、有機物等因素的影響，二者之間可以互相轉化。鉻的毒性與其存在價態有關。鉻的工業污染源主要來自鉻礦石加工、金屬表面處理、皮革鞣制、印染。照相材料等行業的污水。鉻是水質污染控制的一項重要指標。

（1）六價鉻的測定在酸l生介質中，六價鉻與二苯碳酰二肼（DPC）反應，生成紫紅色絡合物，于540nm波長處進行比色測定。本方法最低檢出濃度0.004mg/L，使用10mm比色皿，測定上限為lmg/L。其測定要點如下：

對于清潔水樣可直接測定對于色度不大的水樣，可用以丙酮代替顯色劑的空白水樣作參比測定；對于渾濁、色度較深的水樣，以氫氧化鋅做共沉淀劑，調節溶液pH至8-9，此時Cr3+、Fe3+、Cu2+均形成沉淀被過濾除去；存在亞硫酸鹽、二價鐵等還原性物質和次氯酸鹽等氧化性物質時，也應采取相應消除干擾措施。

（2）總鉻的測定在酸性溶液中，首先，將水樣中的三價鉻用高錳酸鉀氧化成六價鉻，過量的高錳酸鉀用亞硝酸鈉分解，過量的亞硝酸鈉用尿素分解；然后，加入二苯碳酰肼顯色，于540nm處進行分光光度測定。其最低檢出濃度同六價鉻。清潔地面水可直接用高錳酸鉀氧化后測定；水樣中含大量有機物時，用硝酸一硫酸消解。硫酸亞鐵銨滴定法：本法適用于總鉻濃度大于Img/L的污水。其原理為在酸性介質中，以銀鹽作催化劑，用過硫酸銨將三價鉻氧化成六價鉻。加少量氯化鈉并煮沸，除去過量的過硫酸銨和反應中產生的氯氣。以苯基代鄰氨基苯甲酸作指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，至溶液呈亮綠色。

5、銅的測定

銅是人體所必須的微量元素，缺銅會發生貧血、腹泄等病癥，但過量攝入銅亦會產生危害。銅對水生生物的危害較大，有人認為銅對魚類的毒性濃度始于0.002mg/L，但一般認為水體含銅0.01mg/L對魚類是安全的。銅對水生生物的毒性與其形態有關，游離銅離子的毒性比絡合態銅大得多。世界范圍內，淡水平均含銅3μg/L，海水平均含銅0.25μg/L。銅的主要污染源是電鍍、冶煉、五金加工、礦山開采、石油化工和化學工業等部門排放的污水。

測定方法：二乙氨基二硫代甲酸鈉萃取分光光度法、新亞銅靈萃取分光光度法