水中銅離子富集的節(jié)能新方法研究

郭素蘭

（碭山縣環(huán)境保護局 安徽宿州 235300）

重金屬廣泛存在于自然界中,銅、鉛、鋅、鎘、錳等重金屬是水體環(huán)境常見的重金屬。水體重金屬主要來自金屬的開采精選、冶煉加工過程中的工業(yè)污水排放。重金屬以各種金屬化合物或金屬離子形態(tài)存在，在進入自然環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)后就會積累、轉(zhuǎn)移和富集。由于這些重金屬不能被生物體降解就會對環(huán)境造成危害。隨著農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)捕撈等生產(chǎn)活動,重金屬富集的糧食作物和魚類被人類食用使重金屬遷移到人體,重金屬就會進入人體使人產(chǎn)生重金屬中毒造。危害人體健康，輕則發(fā)生骨痛病等怪病,重則死亡[1]。

1 分離和富集方法

1.1 常見方法

自然水體重金屬濃度通常較低，取自自然水體的水樣,待測組分的含量較低,而目前常用的火焰原子吸收分光光度法靈敏度又不夠高,難以檢測痕量的重金屬污染物，這時必須先對水樣中的重金屬污染物進行富集,然后分離，再進行測定。常用的重金屬分離和富集方法有沉淀分離法、萃取分離法等方法[2]。

1.2 共沉淀法

沉淀分離法是傳統(tǒng)的重金屬分離方法,共沉淀法利用金屬溶液的沉淀反應，有選擇地沉淀需要富集的金屬離子,把干擾離子留在溶液中,從而達到分離的目的。沉淀分離法的主要依據(jù)是溶度積原理。雖然沉淀分離方法效果好，但沉淀分離的方法也有局限性，目前這種方法只適用于常量組分的分離,對于濃度較低的組分,要用微量組分分離、富集方法進行[3]。

1.3 節(jié)能環(huán)保特點

共沉淀法用到有機共沉淀劑，該試劑不同于其他物質(zhì)，它可經(jīng)高溫灼燒而全部揮發(fā)除去,而待測物質(zhì)則留在殘渣中,用合適的溶劑溶解殘渣后即可制備待測液。有機共沉淀劑的用量較少，節(jié)能環(huán)保，并且該溶劑易揮發(fā)不會造成二次污染。此外，有機共沉淀劑的分子量大,分子的體積也大,很利于待測微量組分的共沉淀。有機共沉淀劑選擇性高,與重金屬的分離效果好。

2 銅對水體的危害

銅是自然界廣泛分布的金屬元素，銅也是動植物及人體所必需的微量元素之一,但人體內(nèi)銅離子濃度過高,會對人體內(nèi)的多種器官造成負擔,尤其是肝和膽,這兩種器官負擔較大,導致人體新陳代謝紊亂，器官衰竭，嚴重時會導致肝硬化和肝腹水甚至導致死亡。如果水體中的銅濃度達到lmg/L時,魚類和貝類將全部死亡,軟體動物對銅極為敏感,它們的生存安全濃度低于10μg/L。

3 實驗部分

3.1 主要儀器及藥品

表1 主要儀器及藥品匯總表

3.2 實驗方法

取若5份295mL的去離子水,依次加入5mL濃度為lmg/L的二價銅離子標準工作液,6ml濃度1g/L的二價錳離子溶液,9mL濃度為3000mg/L鄰啡哆琳溶液,4mL濃度為10g/L的硫氰化物溶液,上述溶液加完后攪拌搖勻,靜置。用移液管將溶液逐步轉(zhuǎn)移至50mL的比色管中,定容,調(diào)試實驗儀器,進樣測定吸光度值。

3.3 結(jié)果與討論

3.3.1 載體離子的選擇

表2 載體離子的影響

由表 2.2可以看出,選取 Mn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+作為載體離子,對Cu2+進行共沉淀分離富時，Mn2+與phen、SCN-所形成的三元絡合物體系對Cu2+的共沉淀效果最佳。故實驗中選擇Mn2+作為載體離子。

3.3.2 phen加入量的選擇

表3 phen加入量的影響

由表3可以看出,當phen加入量為9mL時,Mn2+與phen、SCN-所形成的三元絡合物體系對Cu2+的共沉淀效果最佳。

4 結(jié)語

當選取6ml Mn2+作為載體離子，同時phen加入量為9mL時,Mn2+與phen、SCN-所形成的三元絡合物體系對Cu2+的共沉淀效果最佳。

[1]胡曉斌.共沉淀分離富集-石墨爐原子吸收光譜法測定水中痕量鉛和鎘[J].理化檢驗,2009.09.

[2]李巖.共沉淀分離富集—火焰原子吸收分光光度法測定水中重金屬離子的研究與應用[J].內(nèi)蒙古大學,2009.06.

[3]敖文.共沉淀分離富集—火焰原子吸收光譜法測定水環(huán)境中重金屬離子的研究[J].內(nèi)蒙古大學,2011.05.