淺談化工分析中測定工業廢水中砷的消解方法

李偉娜

1引言

工業廢水中的砷是國家環境保護中規定的第Ⅰ類應達標排放的有毒有害重金屬，排放指標要求As≤0.50mg/L。

為準確測定廢水中的砷含量，文獻中推薦用HNO3-HClO4法聯合對樣品進行消解，實驗采用原子熒光法在各種測試條件下反復檢測，以從中找出最佳檢測用酸的配比、用量及檢測方法。

2實驗部分

2.1儀器

（1）AFS-8220型原子熒光光度計，載氣為氬氣（99.99%）。

（2）電熱板。

2.2試劑

（1）硝酸，優級純。

（2）高氯酸，分析純。

（3）鹽酸，優級純。

（4）混合液（50g/L硫脲+50g/L抗壞血酸）：稱取硫脲、抗壞血酸（均使用分析純即可）各5g，用100mL去離子水溶解，現用現配。

（5）還原劑（20g/L硼氫化鉀+5g/L氫氧化鉀）：先稱取氫氧化鉀放入去離子水中，待完全溶解后再加入稱好的硼氫化鉀溶解后搖勻，現用現配。

（6）載流（5%HCl）：量取50mL濃鹽酸，用去離子水定容至1000mL。

（7）砷標準貯備液（1mL=0.1mgAs）：砷標準貯備液（GBW（E）081693ρ=100mg/L）。

（8）砷標準使用液（1mL=1μgAs）：由砷標準貯備液逐級稀釋配制，用5%（V/V）HCl定容。

（9）砷標準系列溶液：取100mL容量瓶5個，依次加入砷標準使用液0.00mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL、10.00mL，用少量水稀釋后，加入濃鹽酸5.0mL，混合液10.0mL，用去離子水定容，搖勻，放置30min后測定。系列濃度為0.00μg/L、10.00μg/L、20.00μg/L、40.00μg/L、80.00μg/L、100.00μg/L。

2.3樣品的消解

（1）第一輪實驗中樣品的不同消解方法

①1#系列樣品：采用HCl進行消解。50mL容量瓶中取10mL水樣，加入5.0mL濃鹽酸，沸水浴20min，冷卻后再加入2.5mL濃鹽酸和5.0mL混合液，用去離子水定容，搖勻，放置30min后測定。

②2#、3#、4#、5#系列樣品：采用不同酸、不同用量進行消解。150mL高型燒杯移取相同水樣各10mL，分別加入[HNO3+HClO4]（1+1）2mL、[HNO3+HClO4]（2+1）1mL、2mL及3mL，在電熱板上加熱至瓶口冒白煙，移開冷卻后加入HCl（1+1）1mL，繼續加熱至沸騰，黃褐色煙冒盡，冷卻后移入50mL容量瓶中，再加入4mL濃鹽酸和5mL混合液，用去離子水定容，搖勻，放置30min后測定。

（2）第二輪實驗中樣品的不同消解方法

①1#系列樣品：采用HCL進行消解。同第一輪實驗中的1#系列樣品。

②2#、3#、4#、5#系列樣品：采用不同酸、相同用量進行消解。150mL高型燒杯移取相同水樣各10mL，分別加入HNO31mL、[HNO3+HClO4]（1+1）、（2+1）、（3+1）各1mL，余下處理方法同第一輪實驗中的2#、3#、4#、5#系列樣品。

2.4測定

（1）儀器條件：負高壓：240V；燈電流：30mA；載氣流量：300mL/min；屏蔽氣流量：800mL/min；原子化器高度：8mm；注樣體積：2.0mL；讀數時間：10s；延遲時間：1s。

（2）測量并記錄結果：開機預熱20min后，打開砷測量文件，設置好樣品參數，即可開始標準曲線、樣品空白值及樣品含砷量的測量。

（3）通過砷含量結果的比對會發現：砷含量高時，水樣加混合酸[HNO3+HClO4]消解后，溶液顏色呈現透明的黃綠色。含量越高，則溶液顏色越深；含量越低，則溶液顏色越接近透明無色。

2.5加標回收率試驗與精密度試驗

在第二輪實驗的第二次樣品溶液中，各移取10mL水樣于2個150mL高型燒杯中，分別加入砷標準使用液（1mL=1μgAs）0.50mL、1.00mL，然后再加入[HNO3+HClO4]（2+1）1mL，按2#、3#、4#、5#系列樣品的操作方法消解樣品并測定樣品中的砷含量，對每個加標樣品溶液重復測定6次，加標回收率分別為93.59%和97.23%，平均RSD為1.24%。

3結果討論

（1）由第一輪實驗數據可知：

①對于化工工業廢水中含砷量的檢測，光使用鹽酸滿足不了樣品的消解要求。

②樣品量為10mL時，消解所用高氯酸用量應不超過1mL，或其對應的硝酸用量應達到高氯酸用量的兩倍以上，否則會影響樣品的消解，降低砷離子的浸出。

③樣品量為10mL時，消解所用混合酸（即[HNO3+HClO4]，濃度配比為（2+1））用量為1mL即能滿足樣品消解的要求。

（2）由第二輪實驗數據可知：

①對于化工工業廢水中含砷量的檢測，單純使用鹽酸或硝酸不能很好地滿足樣品的消解要求。

②樣品量為10mL，當消解所用HNO3-HClO4配比分別為（1+1）、（2+1）、（3+1），且用量均為1mL時，都能滿足樣品的消解要求，測試結果幾乎相等。

③因高氯酸是氧化性較強的酸，在用量多且高溫加熱的情況下，可能產生爆炸性混合物，但檢測中又需充分利用高氯酸的強氧化性，故從安全角度和經濟利益兩方綜合考慮，選擇在樣品取樣量為10mL時，加入HNO3-HClO4（2+1）1mL消解樣品的測定方法最為適宜。

（3）對樣品消解顏色的判斷：

根據消解水樣中溶液顏色隨砷含量變化的情況，可在用HNO3-HClO4消解水樣時，依據溶液顏色變化的深淺初步判定水樣中含砷量的多少。為使砷樣測定濃度落在工作曲線范圍內，當消解后溶液顏色變深時，可適當減少取樣量。

4結束語

采用在樣品取樣量為10mL時，加入HNO3-HClO4（2+1）1mL消解樣品的測定方法，經加標處理樣品后，樣品的加標回收率為93.59%和97.23%，平均RSD為1.24%，誤差均在標準測試范圍內，說明可以采用這種消解方法測定這類化工工業廢水。