金屬冶煉排放廢水中多金屬離子同時檢測方法研究

王慶文，薛成玉

（山東省煤田地質規劃勘察研究院，山東 濟南 250104）

多金屬離子的檢測經歷了從傳統分析方法到儀器分析方法的發展過程，目前檢測金屬離子的方法主要有光譜法和電化學法，電化學分析方法具有實驗操作方便、測試靈敏度高、試樣用量少、儀器設備簡單易操作、分析速度快等特點，目前已經成為一種主要的工業廢水金屬離子分析檢測的手段[1]。本文通過采用電位溶出分析法將待測離子以金屬膜的形式電解富集在工作電極上，在待測溶液中加入氧化劑使富集在電極上的金屬離子元素還原析出，得到離子濾波區間，該方法可以提高金屬離子的電化學信號，實現對廢水中多金屬離子的敏感測試。

1 金屬冶煉排放廢水中多金屬離子同時檢測方法研究

多金屬離子同時檢測方法是減少金屬冶煉排放廢水危害的重要手段，可以有效減少金屬冶煉排放廢水中多金屬離子同時檢測的均方根誤差。因此，在金屬冶煉排放廢水中多金屬離子同時檢測方法研究中，首先，確定多金屬離子濾波區間，進而實現多金屬離子同時檢測。

1.1 確定多金屬離子濾波區間

在金屬冶煉排放廢水中多金屬離子同時檢測方法研究中，確定多金屬離子濾波區間是檢測多金屬離子的基礎條件。為滿足多金屬離子同時檢測的具體要求，本文采用多種相關系數閡值法，確定多金屬離子濾波區間[2]。測量每種波長下不同種類的多金屬離子質量濃度以及混合標準溶液的吸光度，再通過多元線性回歸法擬合得出多金屬離子濾波區間校正方程。設相關系數為R，可得多金屬離子濾波區間公式為：

公式（1）中，s指的是通過多元線性回歸法擬合得出的吸光度矢量；y指的是多金屬離子混合溶液的吸光度；yi指的是在第個波長多金屬離子混合溶液的吸光度矢量。通過計算可知，R的數值越大，表示多金屬離子濾波區間范圍越廣，但在R的數值達到2.89時范圍越廣開始縮小。因此，多金屬離子濾波區間在0＜R＜2.89時，濾波區間范圍達到最大，對金屬冶煉排放廢水中多金屬離子同時檢測的靈敏度越高。

1.2 實現多金屬離子同時檢測

在確定多金屬離子濾波區間的基礎上，實現多金屬離子同時檢測。金屬冶煉排放廢水中多金屬離子同時檢測方法具有多金屬離子同時檢測、響應速度快、無需樣品處理以及對樣品損壞小等優勢，被廣泛應用于金屬冶煉排放廢水檢測中。采用電位溶出分析方法檢測多金屬離子時快速高效，反應時間只需5min～18min，且檢測工藝穩定。能夠在高效檢測金屬冶煉排放廢水中多金屬離子的同時，對工業廢水中多種金屬離子實現同時深度脫除。本文采用電位溶出分析法同時檢測銅、鈷、鎳、鉛離子的試驗中，相較傳統多金屬離子同時檢測方法取得了巨大優勢。金屬冶煉排放廢水中多金屬離子同時檢測方法對設備設施要求簡單，布局緊湊，投資成本低，可結合自控系統減少人工勞動力，具有極強的可行性。

2 仿真實驗

2.1 實驗準備

本次實驗選用的電化學分析儀為CHI820，工作電極為WS-992，工作系統為三電極系統，選取適量廢水樣品作為分析試劑，將相同重量廢水液體放入校準燒瓶中，加入氧化劑，用適當體積蒸餾水進行稀釋，使用傳統質譜法與本文電位溶出分析法分別對選取廢水樣品進行金屬離子檢測，電化學分析儀器在400nm～800nm波長范圍內以1nm的間隔進行掃描。設置傳統質譜法測定金屬冶煉排放廢水中多金屬離子同時檢測為對照組，使用兩種方法分別進行5次檢測。同一廢水樣品4種金屬離子含量檢測值如下表所示。

表1 金屬離子含量測定結果

2.2 實驗結果分析與結論

圖1 多金屬離子同時檢測精度對比圖

根據上述的設計的實驗，本文所用電位溶出分析法測定過程中四種金屬離子在進行測定過程中有良好的電化學反應，從表1實驗數據中可以看出使用本文方法測定4種金屬離子含量濃度均高于傳統方法測定數值，在此基礎上我們將兩種方法測試下的4種金屬離子的檢測精度進行對比。采集10組實驗數據，將兩種方法所檢測的多金屬離子同時檢測精度對比情況進行整理，實驗結果如圖1所示。

通過圖1可知，本文設計的金屬冶煉排放廢水中多金屬離子同時檢測方法檢測精度由于傳統的實驗對照組，可以實現對多金屬離子同時精準檢測。

3 結語

金屬冶煉排放廢水中多金屬離子同時檢測方法實現了對銅、鈷、鎳、鉛等重金屬離子的高靈敏、高穩定檢測，為金屬冶煉排放廢水中的重金屬污染物提供一種有效的檢測方法?？梢詮V泛應用于選礦尾礦庫廢水、有色金屬冶煉廢水、有色金屬壓延加工廢水、礦山酸性重金屬廢水、電鍍廢水及化工重金屬廢水中對多金屬離子進行同時檢測。