工業廢水中鉛元素測定的前處理方法研究

王國軍

（浙江天為企業評價咨詢有限公司，浙江 杭州 310012）

1 鉛元素對生態環境污染現狀

自然狀態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廢水的不停累積排放進入江河海洋，加重江河海洋中重金屬污染度。如今水產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的積累被人體攝入。當生物體內鉛元素達到一定累積量將會對生物生命造成危害。由此可見，監測工業廢水中的鉛污染迫在眉睫[1]。

2 水環境中鉛元素測定方法及影響因素

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

①富集倍數是否達到要求，能否滿足測定需要；②待測元素能否進行定量回收；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。

以下將對幾種在工業廢水樣品分析中常用的石墨爐原子吸收法進行綜合論述。

（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過多。

（2）活性炭吸附法：活性炭有著表面積大、吸附力強的特點。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?；钚蕴课角疤幚矸椒ú僮骱唵?，富集倍數高，但是檢測過程中會有痕量雜質留存于活性炭中。

（3）離子交換法：離子交換法常利用樹脂裝柱進行動態交換吸附，之后選用淋洗液進行洗脫。含有不同交換基因的離子交換劑可分為：陽離子交換劑、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際化學分析中應用較廣泛的一種，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進行待測元素的富集。將有機相的金屬反萃取到水相后開始石墨爐測定。液-液萃取的核心是擇取適宜萃取劑與萃取溶劑。為了能夠同時萃取并提高擇取性與萃取的效果，混合萃取劑應用程度開始增加。現有供參考體系有：等。

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

(1)試驗試劑：試驗過程用水均為等效純水，試劑等級優級以上，設備選用原子吸收分光光度計。

(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，避免強光照射。其中雙硫腙及醋酸正丁酯制備時應先進行提純。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中溶液進行提純。④百里酚藍指示液稱取100g百里酚藍溶于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鉛標準貯備溶液100 mg/L;鉛標準中間溶液10．0 mg/L、鉛標準使用液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定：選取6個分液漏分別量取100 mL無鉛純水，分別加入0，10，20，50，100，150μL鉛標準使用溶液，對應濃度分別為：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滴百里酚藍指示液進行混勻。直至滴加氨水溶液至藍綠色止。各加入10.0ml雙硫腙溶液，振蕩2min后靜置分層，之后用5mL無鉛純水洗滌，加入0.4ml硝酸，振蕩1 min后加入4.6mL無鉛純水，待溶液分層后將硝酸反萃取液收集于聚乙烯瓶中待測。

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

（5）試驗結果整理：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定的螯合物的螯合劑。本文當中選用為雙硫腙。雙硫腙為粉末狀的紫黑色結晶，溶液呈現為綠色，不溶于水和酸，可溶于氨堿性水溶液和某些有機溶劑，在具有對應的PH值的溶劑中可與鉛生成穩定的螯合物。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。為了便于操作進行，萃取溶液與水分層效果要求明顯。本文試驗所使用醋酸正丁酯可滿足上述要求。③溶液酸度的選取：溶液酸度擇取應根據所萃取的金屬離子。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，萃取更易進行。通過試驗分析得出，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：首先調節酸度將待測組分和干擾組分分離，從而進行有擇取性的萃取。本文通過鹽酸羥胺去還原可能存在的氧化性物質如三價鐵等，避免雙硫腙被氧化。

3 結語

工業廢水樣本中鉛元素測定前需對其進行分離富集，在維持樣品成分不變的同時有效分離出鉛元素是檢測方法的核心。本文在列舉常用監測方的基礎上通過試驗論述了H2Dz-醋酸正丁酯萃取-HNO3反萃取前處理體系，試驗結果驗證了該方法的可行性，為工業廢水樣本中鉛元素檢測提供一定參考依據。

[1]姜秀艷,蔡隆九.工業廢水中金屬元素的測定[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定工業廢水中的鈹[J].中國環境監測,1987(1):37-41.