工業(yè)廢水中鉛元素測(cè)定的前處理方法研究

王國(guó)軍

（浙江天為企業(yè)評(píng)價(jià)咨詢有限公司，浙江 杭州 310012）

1 鉛元素對(duì)生態(tài)環(huán)境污染現(xiàn)狀

自然狀態(tài)下的含鉛污染物是不能被生物降解的，作為主要的污染源，大量鉛元素通過工業(yè)廢水的不停累積排放進(jìn)入江河海洋，加重江河海洋中重金屬污染度。如今水產(chǎn)類食物在人們餐桌上不可或缺，江河海洋中的鉛通過在水生物體內(nèi)的積累被人體攝入。當(dāng)生物體內(nèi)鉛元素達(dá)到一定累積量將會(huì)對(duì)生物生命造成危害。由此可見，監(jiān)測(cè)工業(yè)廢水中的鉛污染迫在眉睫[1]。

2 水環(huán)境中鉛元素測(cè)定方法及影響因素

由于工業(yè)廢水中鹽含量較大，容易對(duì)鉛元素的測(cè)定造成干擾，因此通常選取石墨爐法對(duì)工業(yè)廢水樣品進(jìn)行分離與富集后展開鉛含量測(cè)定工作。分離與富集方式可通過下列主要因素進(jìn)行確定：

①富集倍數(shù)是否達(dá)到要求，能否滿足測(cè)定需要；②待測(cè)元素能否進(jìn)行定量回收；③原子吸收法具有良好擇取性，可用于一次性分離富集樣本中鉛元素。

以下將對(duì)幾種在工業(yè)廢水樣品分析中常用的石墨爐原子吸收法進(jìn)行綜合論述。

（1）共沉淀法：痕量元素難溶化合物水溶液中離子超出溶度積，也會(huì)由于含量過低而加大沉淀收集難度。因此，需在樣品中加入共沉淀劑，用于將待測(cè)金屬化合物共沉淀并收集。共沉淀劑在使用過程中切忌影響之后工序中痕量元素分析測(cè)定，并注重共沉淀劑純度，避免引起高試劑空白。此方法操作過程繁雜，干擾難以控制，易造成試劑空白且耗時(shí)過多。

（2）活性炭吸附法：活性炭有著表面積大、吸附力強(qiáng)的特點(diǎn)。用酸處理吸附金屬活性炭之后，金屬以離子形式釋放到溶液中。活性炭吸附前處理方法操作簡(jiǎn)單，富集倍數(shù)高，但是檢測(cè)過程中會(huì)有痕量雜質(zhì)留存于活性炭中。

（3）離子交換法：離子交換法常利用樹脂裝柱進(jìn)行動(dòng)態(tài)交換吸附，之后選用淋洗液進(jìn)行洗脫。含有不同交換基因的離子交換劑可分為：陽(yáng)離子交換劑、陰離子交換劑與螯合離子交換劑。螯合離子樹脂交換劑是實(shí)際化學(xué)分析中應(yīng)用較廣泛的一種，例如型等螯合樹脂。

（4）液一液萃取法液一液萃取法能在清除基體鹽類干擾的同時(shí)進(jìn)行待測(cè)元素的富集。將有機(jī)相的金屬反萃取到水相后開始石墨爐測(cè)定。液-液萃取的核心是擇取適宜萃取劑與萃取溶劑。為了能夠同時(shí)萃取并提高擇取性與萃取的效果，混合萃取劑應(yīng)用程度開始增加。現(xiàn)有供參考體系有：等。

由于工業(yè)廢水中鉛元素通常在弱堿性(PH約8．5～9．5)環(huán)境下與雙硫腙(H2Dz)反應(yīng)，反應(yīng)后生成紅色螯合物，經(jīng)醋酸正丁酯萃取分離后可用硝酸溶液進(jìn)行反萃取。因此工業(yè)廢水中鉛元素測(cè)定可采用H2Dz-醋酸正丁酯萃取-HNO3反萃取前處理體系進(jìn)行，具體操作如下：

(1)試驗(yàn)試劑：試驗(yàn)過程用水均為等效純水，試劑等級(jí)優(yōu)級(jí)以上，設(shè)備選用原子吸收分光光度計(jì)。

(2)溶液制備：①雙硫腙一醋酸正丁酯萃取使用液（1.0g/L）稱取0．1g雙硫腙溶于100mL醋酸正丁酯中，待其充分溶解后貯存于棕色試劑瓶中，避免強(qiáng)光照射。其中雙硫腙及醋酸正丁酯制備時(shí)應(yīng)先進(jìn)行提純。②鹽酸羥胺溶液(100 g/L)稱取10 g鹽酸羥胺(NH2OH·HCl)溶于水中，稀釋至100 Ml，可用1中溶液進(jìn)行提純。

③檸檬酸三銨溶液(500 g/L)稱取50 g檸檬酸三銨(NH4)3C6H5O7溶于水中，稀釋至100ML后存于聚乙烯瓶中，可用①中溶液進(jìn)行提純。④百里酚藍(lán)指示液稱取100g百里酚藍(lán)溶于100 mL95%乙醇溶液中，采用棕色滴瓶裝取。⑤純氨水溶液⑥硝酸溶液（ρ=1.42 g/mL）;硝酸溶液由1：99比例制取。⑦鉛標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液100 mg/L;鉛標(biāo)準(zhǔn)中間溶液10．0 mg/L、鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液1．00 mg/L(均用于硝酸溶液定容)。

（3）樣品富集分離及石墨爐法測(cè)定：選取6個(gè)分液漏分別量取100 mL無(wú)鉛純水，分別加入0，10，20，50，100，150μL鉛標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，對(duì)應(yīng)濃度分別為：0，0.1，0.2，0.5，1.0及1.5μg/L。六份樣品中加入1.0mL檸檬酸三銨溶液、1．0mL鹽酸羥胺溶液及3滴百里酚藍(lán)指示液進(jìn)行混勻。直至滴加氨水溶液至藍(lán)綠色止。各加入10.0ml雙硫腙溶液，振蕩2min后靜置分層，之后用5mL無(wú)鉛純水洗滌，加入0.4ml硝酸，振蕩1 min后加入4.6mL無(wú)鉛純水，待溶液分層后將硝酸反萃取液收集于聚乙烯瓶中待測(cè)。

（4）工業(yè)廢水樣品分析：同樣量取100mL工業(yè)廢水樣本于150mL錐形分液漏斗中，按上述步驟富集分離后待測(cè)[2]。

（5）試驗(yàn)結(jié)果整理：①螯合劑：為了提高萃取效率，需選用與被萃取的金屬離子能夠形成穩(wěn)定的螯合物的螯合劑。本文當(dāng)中選用為雙硫腙。雙硫腙為粉末狀的紫黑色結(jié)晶，溶液呈現(xiàn)為綠色，不溶于水和酸，可溶于氨堿性水溶液和某些有機(jī)溶劑，在具有對(duì)應(yīng)的PH值的溶劑中可與鉛生成穩(wěn)定的螯合物。②萃取溶劑：由于萃取效率與被萃取的螯合物在萃取溶劑中的溶解度成正比。為了便于操作進(jìn)行，萃取溶液與水分層效果要求明顯。本文試驗(yàn)所使用醋酸正丁酯可滿足上述要求。③溶液酸度的選取：溶液酸度擇取應(yīng)根據(jù)所萃取的金屬離子。一般情況下溶液酸度越低，被萃取的金屬離子的分配比越大，萃取更易進(jìn)行。通過試驗(yàn)分析得出，溶液在PH8.5-9.5的弱堿性的情況下萃取效果較佳。④干擾及消除：首先調(diào)節(jié)酸度將待測(cè)組分和干擾組分分離，從而進(jìn)行有擇取性的萃取。本文通過鹽酸羥胺去還原可能存在的氧化性物質(zhì)如三價(jià)鐵等，避免雙硫腙被氧化。

3 結(jié)語(yǔ)

工業(yè)廢水樣本中鉛元素測(cè)定前需對(duì)其進(jìn)行分離富集，在維持樣品成分不變的同時(shí)有效分離出鉛元素是檢測(cè)方法的核心。本文在列舉常用監(jiān)測(cè)方的基礎(chǔ)上通過試驗(yàn)論述了H2Dz-醋酸正丁酯萃取-HNO3反萃取前處理體系，試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的可行性，為工業(yè)廢水樣本中鉛元素檢測(cè)提供一定參考依據(jù)。

[1]姜秀艷,蔡隆九.工業(yè)廢水中金屬元素的測(cè)定[J].包鋼科技,2003,29(b12):164-168.

[2]潘迎全,韓中豪,顧小珍,等.石墨爐原子吸收法測(cè)定工業(yè)廢水中的鈹[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè),1987(1):37-41.