淺析工業(yè)廢水鉛元素測(cè)定前處理方法研究

（山東省濟(jì)寧市生態(tài)環(huán)境局濟(jì)寧市環(huán)境評(píng)審中心，山東 濟(jì)寧 272100）

1 鉛元素對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

自然界中的鉛元素主要呈現(xiàn)為化合物狀態(tài)，當(dāng)工廠排放的工業(yè)廢棄物中鉛含量過(guò)高時(shí)，在正常情況下難以通過(guò)自然環(huán)境進(jìn)行分解，留存鉛元素進(jìn)入工廠周邊水源，成為了重金屬污染源。鉛元素進(jìn)入生物體后會(huì)主動(dòng)與酶中的蛋白分子結(jié)合，當(dāng)鉛元素含量過(guò)高時(shí)，所結(jié)合酶活性會(huì)逐漸喪失，破壞人體的健康。高含鉛量食物攝入人體會(huì)導(dǎo)致造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、腎臟衰竭以及細(xì)胞中蛋白分子活性退化，引發(fā)一系列腎臟疾病。

2 水環(huán)境中鉛元素測(cè)定方法及影響因素

常見(jiàn)工業(yè)廢棄物中NaCl所占比重較大，對(duì)廢水樣品的檢測(cè)會(huì)產(chǎn)生一定影響。由于工業(yè)廢水中鉛元素所占比重過(guò)低，難以直接采樣。石墨爐法通常用于分離和富集工業(yè)廢水樣品中的鉛含量，幫助提升鉛元素測(cè)定結(jié)果精確度。分離和富集方式可借助以下因素進(jìn)行判定：①濃縮倍數(shù)是否符合要求，是否滿足測(cè)量需要；②待測(cè)元素是否可以定量回收；③分離富集次數(shù)過(guò)多會(huì)降低樣品檢測(cè)的精確程度，為了提高檢測(cè)效率，可選用一次性檢測(cè)的原子吸收法。

2.1 共沉淀法

試驗(yàn)過(guò)程中選取合適的共沉淀劑添加至待檢樣本中，所添加試劑不得對(duì)待檢測(cè)元素造成干擾，并有效控制沉淀劑純度。例如，將CuSO4溶液添加到2L～20L水樣品中，緩慢加入4mL 2mol/LNa2S溶液并攪拌，待CuS析出沉淀后，Pb2+,Cd2+等離子也將定量沉淀，收集共沉淀物并通過(guò)石墨爐技術(shù)定量。

2.2 活性炭吸附法

活性炭吸附作用主要為以下幾種：①該方法吸附效果易受待檢測(cè)離子化學(xué)性質(zhì)和溶液PH影響。②活性炭可吸附膠體硫化物。③引入有機(jī)螯合劑和金屬中的疏水性螯合物反應(yīng)，促進(jìn)活性炭的吸附。

2.3 離子交換法

離子交換法通常使用樹脂填充柱進(jìn)行動(dòng)態(tài)交換吸附，然后使用洗脫液進(jìn)行洗脫。實(shí)際檢測(cè)中常用Chelex-100,DowcolA-1,401型等。

2.4 巰基棉吸著法

該方法具有制備簡(jiǎn)單，成本低，操作簡(jiǎn)易等特點(diǎn)，避免了水樣在運(yùn)輸和保存過(guò)程中產(chǎn)生的污染，但是穩(wěn)定性差且易于在濃酸或堿溶液中水解。

2.5 液一液萃取法

該方法適用于批量樣品分析，但富集率不高。為了改善提取效果，混合萃取劑的使用程度可適量增加。現(xiàn)有供參考體系包括等。

由于APDC系統(tǒng)試劑在硝酸和亞硝酸鹽中易分解，弱堿性環(huán)境下(PH為8.5～9.5)，鉛離子與雙硫腙(H2Dz)反應(yīng)呈紅色，分離樣品可添加醋酸正丁酯，反萃取可加入硝酸溶液。操作如下所示：

（1）試驗(yàn)設(shè)備

原子吸收分光光度計(jì)，試劑：優(yōu)級(jí)以上等效純水。

（2）溶液制備

①雙硫腙一醋酸正丁酯萃取使用液（1.0g/L），量取醋酸正丁酯溶液，加入雙硫腙調(diào)至溶度為1.0g/L，所得溶液至于棕色玻璃瓶中，為保障檢測(cè)精度，所用試劑應(yīng)控制純度。②鹽酸羥胺溶液(100g/L)，量取鹽酸羥胺(NH2OH·HCl)，加入水調(diào)至溶度為100g/L，稀釋至100Ml。③檸檬酸三銨溶液(500g/L)，量取檸檬酸三銨（(NH4)3C6H5O7），加入水調(diào)至溶度為500g/L，稀釋至100ML后置于于聚乙烯瓶中。④百里酚藍(lán)指示液，量取百里酚藍(lán)，加入95%乙醇溶液，比例為1:1，溶解后置于棕色滴瓶。⑤純氨水溶液。⑥硝酸溶液（ρ=1.42g/mL）；硝酸溶液制取比例為1：99。⑦鉛標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液100mg/L；鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液為10.0mg/L、鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液1.00mg/L(均用于硝酸溶液定容)。

（3）樣品富集分離和石墨爐法測(cè)定

使用分液漏量取6組100mL無(wú)鉛純水，將其分別編號(hào)后依次加入0，10，20，50，100，150μL鉛標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，6組純水濃度依次提高。在樣品中添加上述2、3、4三組溶液，滴加氨水觀察現(xiàn)象，當(dāng)溶液呈藍(lán)綠色時(shí)停止。待檢樣品中分別加入上述1組溶液，待溶液分層后用無(wú)鉛純水洗滌，溶液分層后將硝酸反萃取液收集于聚乙烯瓶。

（4）工業(yè)廢水樣品分析

將等量的100 mL工業(yè)廢水樣本置于150 mL錐形分液漏斗中，依次采取上述步驟分離后開始檢測(cè)。

（5）試驗(yàn)結(jié)果整理

萃取條件選取：①螯合劑，萃取過(guò)程中添加的螯合劑需與待分離元素形成穩(wěn)定螯合物。為幫助萃取所需螯合物，萃取過(guò)程中可添加雙硫腙，使待測(cè)樣品在合理PH值溶劑中與鉛離子結(jié)合并形成穩(wěn)定螯合物。②萃取溶劑，所選萃取溶劑主要用于提升被萃取螯合物的溶解度，要求萃取溶液加入水后出現(xiàn)明顯分層。為保證試驗(yàn)安全，萃取過(guò)程中萃取溶劑揮發(fā)性與毒性不得超過(guò)規(guī)定范圍。本文試驗(yàn)所使用醋酸正丁酯均滿足上述要求。③溶液酸度的選取，檢測(cè)前需參照待測(cè)金屬離子化學(xué)性質(zhì)對(duì)溶液酸堿度進(jìn)行篩選。適宜的溶液酸堿度可有效提升待萃取金屬離子的分配比，進(jìn)而提升檢測(cè)精度。當(dāng)溶液酸度低于一定限值時(shí)會(huì)引起金屬離子的水鋁反應(yīng)，干擾試驗(yàn)。結(jié)果表明，溶液PH在8.5～9.5范圍內(nèi)時(shí)萃取效果較好。④干擾及消除，調(diào)節(jié)溶液酸度用以分離待測(cè)組和干擾組成分，當(dāng)調(diào)節(jié)酸度不能完全消除干擾成分時(shí)可選取適宜掩蔽劑加入樣本。例如：引入檸檬酸三銨作為掩蔽劑，該溶液絡(luò)合能力在較大PH范圍內(nèi)都有著很強(qiáng)的效果。在堿性溶液中引入檸檬酸三銨可以避免鎂、鋁、鈣等金屬陽(yáng)離子形成氫氧化物沉淀。

收集整理試驗(yàn)結(jié)果測(cè)得線性回歸方程為：Pb(ug/L)=5.232An-0.021；r=0.9997；檢出限為 ：0.10ug/L試驗(yàn)結(jié)果該方法可滿足工業(yè)廢水檢測(cè)需求。

3 總結(jié)

鉛元素檢測(cè)前需對(duì)其進(jìn)行分離和富集，本文論述了“H2Dz-醋酸正丁酯萃取-HNO3反萃取前處理體系”方法，所得試驗(yàn)結(jié)果表明該檢測(cè)方法適用于廢水中鉛元素處理，為重金屬元素處理提供參考。