關(guān)于凈水劑聚鋁中重金屬的檢測

張 晶太原供水集團有限公司水質(zhì)管理處

關(guān)于凈水劑聚鋁中重金屬的檢測

張 晶
太原供水集團有限公司水質(zhì)管理處

張晶（1984.3-）女，山西文水人，漢族，太原供水集團有限公司水質(zhì)管理處，畢業(yè)于山西大學化學化工學院，本科，工程師，研究方向：無機水質(zhì)化驗。

中國人均淡水資源為世界人均淡水資源的四分之一，被列為全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。目前，中國有16個省（區(qū)、市）面臨缺水問題，有6個省、區(qū)（寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇）嚴重缺水。地處黃土高原的山西省已是中國水資源嚴重緊缺的省份之一，萬家寨引黃工程在很大程度上解決了山西水資源日益短缺的問題，現(xiàn)如今太原市將近百分之四十的生活飲用水都來自凈化后的黃河水。黃河水的引入有效抑制了太原市地下水的過度開采，保護了生態(tài)環(huán)境。其經(jīng)過凈化后的水質(zhì)完全符合生活飲用水衛(wèi)生標準。

聚合氯化鋁簡稱聚鋁，代號PAC，介于AlCl3和Al （OH）3之間的一種水溶性無機高分子聚合物，是目前飲用水處理采用的主要凈水劑，可強力去除微有毒物及重金屬離子，性狀穩(wěn)定，其絮凝沉淀速度快，適用PH值范圍寬（源水PH5.0-9.0范圍均可凝聚），由于其凈水成本低，對管道設(shè)備無腐蝕性且凈水效果明顯，被廣泛用于飲用水凈化、城市給排水凈化、工業(yè)給水凈化等方面。目前黃河水所用的水處理劑主要是聚合氯化鋁，它的質(zhì)量直接關(guān)系到千家萬戶的飲用水安全。因此，對于水處理劑聚合氯化鋁的技術(shù)要求非常嚴格。

中華人民共和國國家標準規(guī)定：聚合氯化鋁應(yīng)符合如表1技術(shù)指標。

其中重金屬指標尤為重要，《生活飲用水用聚氯化鋁》國家標準中重金屬的測定主要有：砷（As）、鉛（Pb）、鎘（Cd）以及汞（Hg）含量的測定。

下面將對聚合氯化鋁中重金屬指標檢驗方法及結(jié)果進行研究討論。

表1

檢測方法及步驟

1.砷（As）和汞（Pb）含量的測定

1.1試樣溶液的制備

稱取約10g液體試樣（聚鋁），精確至0.01g，置于100mL蒸發(fā)皿中。加入10mL硫酸，攪拌，在沸水浴上蒸至近干。冷卻，以熱水溶解（如有不溶物應(yīng)過濾除去），再移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此試液A用于砷汞含量的測定（砷和汞用原子熒光法測定）。

1.2分析步驟

1.2.1原理

在酸性條件下， 原子態(tài)砷汞由載氣（氬氣）帶入石英原子化器，在特定的砷汞空心陰極燈的照射下，基態(tài)的砷汞原子被激發(fā)至高能態(tài)，在去活化回到基態(tài)時，發(fā)射出特征波長的熒光。在一定的濃度范圍內(nèi)，其熒光強度與砷汞含量成正比。與標準曲線比較定量，即可得出砷汞的含量。

1.2.2測定步驟

分別配制不同濃度的砷標準溶液和汞標準溶液，應(yīng)用原子熒光光度計測定其對應(yīng)濃度熒光值，繪制標準曲線。取適量試液A上機測定，根據(jù)其熒光值測得濃度。

1.3分析結(jié)果的表述

以質(zhì)量百分數(shù)表示的砷汞含量（X%）按下式計算：

式中：mn——從標準曲線上查得的砷汞含量，μg/L；

m——試料的質(zhì)量，g；

鉛（Pb）和鎘（Cd）含量的測定

2.1試樣溶液的制備

稱取約10g液體試樣（聚鋁），精確至0.01g，置于100ml燒杯中，加水30ml、硝酸溶液（1+1）1ml，蓋上表面皿煮沸約1min，冷至室溫后轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。此試液B用于鉛鎘的測定（鉛和鎘的測定采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法）。

2.2分析步驟

2.2.1原理

電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP/MS）是一種無機元素分析技術(shù)，ICP/MS儀器有離子源和質(zhì)譜儀兩個主要部分構(gòu)成。電感耦合等離子體（ICP）是一種高溫離子源，能夠把引入的樣品從分子狀態(tài)變成離子狀態(tài)，形成的離子通過離子透鏡到達質(zhì)譜儀（MS），質(zhì)譜儀根據(jù)質(zhì)荷比進行分離。對于一定的質(zhì)荷比，質(zhì)譜積分面積與進入質(zhì)譜儀中的離子數(shù)成正比。即樣品的濃度與質(zhì)譜的積分面積成正比，通過測量質(zhì)譜的峰面積來測定樣品中元素的濃度。

2.2.2測定步驟

將標準物質(zhì)配成濃度為0，0.5ug/L，1.0ug/L，5.0ug/L，20ug/L，40ug/L，50ug/L的標準系列，開機測定，繪制標準曲線。取適量試液B進行測定。

2.3分析結(jié)果的表述

以質(zhì)量百分數(shù)表示的鉛鎘含量（X%）按下式計算：

式中：mn——從標準曲線上查得的鉛和鎘的含量，μg；

m ——試料的質(zhì)量，g

檢測結(jié)果

在正常生產(chǎn)情況下，6個月至少進行一次檢驗。為了保證飲用水安全，檢驗周期縮短為每個季度檢測一次，通過連續(xù)4次對聚合氯化鋁進行抽檢，其抽檢樣品重金屬指標結(jié)果如下：

項目次結(jié)數(shù)果% As　Hg　Cd　Pb 1　0.000015　0.0000034　〈0.000005　0.000386 2　0.0000082　0.0000022　0.000008　0.000276 3　0.000011　0.0000013　〈0.000005　0.000182 4　0.0000090　0.0000011　〈0.000005　0.000232

通過連續(xù)6個月對凈化后的生活飲用水進行檢測，其飲用水中重金屬含量檢測結(jié)果如下：

項目次結(jié)數(shù)果% As　Hg　Cd　Pb 1　0.00210　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050 2　0.00189　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050 3　0.00230　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050 4　0.00208　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050 5　0.00169　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050 6　0.00188　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050

檢測結(jié)果討論

根據(jù)中華人民共和國國家標準GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》規(guī)定生活飲用水中砷、汞、鎘、鉛的各項指標限值分別為：砷〈0.01mg/L，汞〈0.001mg/L，鎘〈0.005mg/L，鉛〈0.01mg/L。

實驗研究數(shù)據(jù)表明，凈水劑聚合氯化鋁符合產(chǎn)品要求技術(shù)標準，并且由聚合氯化鋁凈化后的生活飲用水中重金屬含量指標符合國家標準，保障了飲用水的衛(wèi)生安全。