亞硝酸鹽對廢水中氰化物測定的影響及排除

石芳蘭

隴東學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院

亞硝酸鹽對廢水中氰化物測定的影響及排除

石芳蘭

隴東學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院

氰化物本身毒性非常強(qiáng)，進(jìn)入水中可導(dǎo)致飲水的人以及生物等全部中毒，嚴(yán)重情況下，甚至可導(dǎo)致死亡，故加強(qiáng)氰化物水質(zhì)監(jiān)測，是當(dāng)前用水安全的重要工作。工業(yè)廢水中往往含有大量的氰化物，為此，加強(qiáng)工業(yè)廢水氰化物測定，可更好的實(shí)現(xiàn)用水安全。但在對氰化物進(jìn)行測定時(shí)，極易受到亞硝酸鹽的影響，鑒于此，本次研究通過對廢水樣液進(jìn)行抽取，分析亞硝酸鹽對廢水中氰化物的影響，同時(shí)對如何有效排除亞硝酸鹽的方法進(jìn)行了探討。

眾所周知，氰化物是一種毒性非常強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，若將其大量排放到水中，那么就非常最容易只是飲水以及水中的生物全部中毒，為此，加強(qiáng)氰化物的水質(zhì)監(jiān)測，對提高用水安全性有著非常重要的意義。廢水中總氰化物的測定一直以來都需要采取預(yù)蒸餾，再對餾出液中的氰化物進(jìn)行測定，最常見的測定方法主要包括了離子選擇性電極法、色譜法、吡啶-巴比妥酸分光光度法、異煙酸-吡唑啉酮分光光度法等。但由于廢水中往往含有非常豐富的成分，這勢必會給氰化物的測定帶來較大的影響，例如：亞硝酸鹽，還原性物質(zhì)，活性氯物質(zhì)等。根據(jù)國內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道信息來看，給氰化物測定帶來影響的主要集中在異煙酸吡唑啉比色法的分析上，例如，氯胺T的反應(yīng)時(shí)間以及用量，緩沖溶液PH值的影響，顯色反應(yīng)的最佳溫度等方面。此外，還有不少報(bào)道則更重視對蒸餾過程中，加熱溫度對氰吸收的影響，對水樣中總氰化物的測量不確定度。此外，國內(nèi)還有文獻(xiàn)通過對實(shí)際水樣中存在的干擾因素進(jìn)行分析，提出了對氰化物測定的必要性和重要性觀點(diǎn)，本次研究為了更進(jìn)一步排除廢水中氰化物的測定條件，決定對干擾測定的主要因素進(jìn)行分析，旨在為實(shí)際工程中廢水中氰化物測定提供理論研究。

廢水本身就含有較高的氰化物，不僅會致使廢水中氰化物的濃度異常偏高，同時(shí)總氮與COD的含量也會呈現(xiàn)為異常上升，而氰化物（CN）主要就是氮元素以及碳元素的組合，后兩者因受到高溫的影響，非常容易形成大量新的氰化物，即在總氰蒸餾的過程中，可形成氰化物。本次研究主要對廢水中，影響氰化物測定的亞硝酸鹽進(jìn)行分析，從中找出導(dǎo)致干擾的主要因素以及排除的主要方法。

測定原理

在中性的環(huán)境下，水樣中的氯胺T反應(yīng)以及氯離子能夠生成氯化氰，當(dāng)其與異煙酸進(jìn)行相互作用，并通過水解最終生成戊烯二醛，再將其與吡唑啉酮進(jìn)行有效的縮合反應(yīng)，即可快速生成藍(lán)色化合物，該色度與氰化物的含量就能夠形成正比。

這種方法是氰化物含量測定的重要方法，但極易受到其他物質(zhì)的干擾，其中活性氯、硫化物、亞硝酸鹽、硫代硫酸鹽等均是常見干擾物。本研究選取亞硝酸鹽作為干擾物進(jìn)行分析。在對樣水進(jìn)行測定時(shí)，在強(qiáng)酸蒸餾的過程下，EDTA以及亞硝酸鹽等物質(zhì)可通過化學(xué)反應(yīng)生成新的氰化物，致使測定受到較大的干擾。

通過對2014年8月-12月廢水中亞硝酸基氮以及氰化物的濃度進(jìn)行觀察記錄（見圖1），此時(shí)并未向其中加入抗干擾劑。根據(jù)下圖來看，當(dāng)廢水中亞硝酸基氮的濃度在出現(xiàn)上升時(shí)，氰化物的濃度也會呈現(xiàn)為明顯上浮，相反，當(dāng)廢水中亞硝酸基氮的濃度在出現(xiàn)下降時(shí)，氰化物的濃度也會呈現(xiàn)為顯著下降，趨勢也會逐漸接近。

實(shí)驗(yàn)方法

儀器

200mL容量瓶、500mL蒸餾瓶、25mL具塞比色管、分光光度計(jì)、比色皿。

圖1　2014年8月-12月廢水氰化物濃度觀察圖

試劑

磷酸緩沖溶液（PH=7.0）、2%氫氧化鈉溶液、異煙酸吡唑啉酮溶液（在使用前按照需要進(jìn)行1：5的混合使用）、1.0%氯胺T溶液、15%酒石酸溶液、15%硝酸鋅溶液。

實(shí)驗(yàn)步驟

預(yù)蒸餾

取200mL樣液置于500mL蒸餾瓶內(nèi)。對蒸餾裝置進(jìn)行安裝，確定蒸餾液導(dǎo)管上端能夠與冷凝管的出口進(jìn)行連接，將下端插入到吸收液內(nèi)，對各連接部位進(jìn)行檢查，確保氣密性良好。取適量干擾劑加入到蒸餾瓶內(nèi)，并向加入硝酸鋅溶液10mL、7～8滴甲基橙、5mL酒石酸溶液，并立即將瓶蓋蓋好，確保瓶內(nèi)液體能夠呈現(xiàn)為紅色，同時(shí)對液體進(jìn)行加熱，保持2～4mL/分鐘的速度對蒸餾水進(jìn)行加熱。采用200mL容量瓶，向其中加入2%氫氧化鈉吸收液10mL，直至餾出的液體接近100mL后，即可停止進(jìn)行蒸餾，再用水對其進(jìn)行稀釋，使其能夠達(dá)到標(biāo)線范圍。

試樣測定

取出10mL餾出液置入25mL比色管內(nèi)，向其中加入5mL磷酸鹽緩沖溶液，將其充分搖勻。迅速加入1.0%氯胺T溶液0.2mL，迅速將蓋子擰緊，再次進(jìn)行充分搖勻，將其靜置3～5min。在各試管內(nèi)加入5mL異煙酸吡唑啉酮溶液，充分搖勻，用水將其稀釋到標(biāo)線范圍。在25～35℃的水浴內(nèi)，放置30min，當(dāng)溶液從紫紅色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色后，表明反應(yīng)已進(jìn)行完，在分光光度計(jì)上于638納米波長處，選取空白試劑作為對照，并采用1cm比色皿進(jìn)行吸光度的測定。

結(jié)果分析

抗干擾劑的選擇

根據(jù)表1統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，氨基硫酸銨與氨基硫酸均能夠作為抗干擾劑使用，并且能夠?qū)喯跛猁}進(jìn)行分解，其能夠使亞硝酸鹽給測定帶來的影響進(jìn)行有效消除。按氨基硫酸非常容易被水解，并且在水解之后屬于另一種強(qiáng)酸，加入的使用劑量也非常不容易受到控制。另根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果來看，盡管氨基硫酸銨與氨基硫酸均具有較好的消除干擾的作用，但氨基硫酸銨的效果相對來說更高，并且操作其來更加穩(wěn)定，故后續(xù)實(shí)驗(yàn)繼續(xù)選取氨基硫酸銨來進(jìn)行。

表1　不同的抗干擾劑的使用效果對比

抗干擾劑的用量

不同亞硝酸基氮的濃度下，通過加入不同劑量抗干擾劑的使用，對廢水中氰化物濃度進(jìn)行試驗(yàn)，詳見表2。根據(jù)表2統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，當(dāng)抗干擾劑使用劑量達(dá)到89mg與62mg時(shí)，此時(shí)即可取得最佳值，即便后續(xù)再繼續(xù)添加抗干擾劑，其效果也無法達(dá)到更顯著的提升。

表2　亞硝基氮濃度為41mg/L、27mg/L時(shí)不同抗干擾劑用量的測定結(jié)果

結(jié)語

在電鍍、煉焦、化工、煤氣等行業(yè)中，其工業(yè)廢水都含有大量的氰化物，這些氰化物被排放到地面水中。這些廢水中的氰化物表現(xiàn)為不同的形式，通常呈現(xiàn)為“簡單”氰化物（CN-）以及絡(luò)合氰化物兩種形式存在。通過大量的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這些不同的絡(luò)合氰化物在一定的條件下，可迅速被分解為簡單氰化物，這時(shí)就能夠與其他有害物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而對水資源造成較大的影響。

通過有效的方法對水中氰化物進(jìn)行測定，可達(dá)到提高廢水的處理效果，但由于各種物質(zhì)對測定造成影響，這非常不利于水資源保護(hù)。亞硝酸鹽作為影響氰化物測定的常見物質(zhì)，通過有效的方法對其進(jìn)行排除，可更好的實(shí)現(xiàn)對水中氰化物測定效果的提高。鑒于此，本次通過抽取廢水樣液進(jìn)行實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在使用異煙酸吡唑啉酮比色法對氰化物的濃度進(jìn)行測定時(shí)，亞硝酸鹽可對測定造成較為顯著的干擾。在對抗干擾劑進(jìn)行選擇時(shí)，相較于氨基磺酸，氨基磺酸銨的使用效果更為顯著。在試樣中，每1mg 亞硝基氮加入約 11mg 氨基磺酸銨，則可以達(dá)到最佳效果。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.023