酸性污水快速化驗的方法

孫玉，陳宇

（吉林紫金銅業有限公司化驗室，吉林琿春 133300）

在測硫酸廠污水時，采用電感耦合等離子體發射譜儀能夠快速、準確、規范地測定出其中金屬元素含量，可有效地節省時間、降低成本。硫酸廠的污水中含有硫酸，樣品中pH 1～5或酸度40 g/L左右。本文選用的樣本是隨機采樣，具有真實性和可靠性。

1 實驗部分

1.1 儀器、原理及消除干擾

1.1.1 使用儀器

電感耦合等離子體放射光譜法，簡稱ICP-AES是以電感耦合等離子矩為激發光源的一類光譜分析方法。在國外ICP-AES已發展成為一種極為普遍、適用范圍廣的常規分析方法，并已廣泛運用。由于ICP商品儀器的發展十分迅速并日趨完善，與其他分析技術如單道原子吸收光譜，X-射線熒光光譜法等相比，顯示了較強的競爭力。

1.1.2 方法原理

高頻發生器產生的交變電磁場，使通過等離子體火炬的氬氣電離、加速并與其他氬原子碰撞，形成等離子體。過濾或消解處理過的樣品經進樣器中的霧化器被霧化，并由氬載氣帶入等離子體火炬中被原子化、電離、激發。不同元素的原子在激發或電離時可發射出特征光譜，特征光譜的的強弱與樣品中原子濃度有關，與標準溶液進行比較，即可定量測定樣品中各元素的含量。

1.1.3 消除干擾

ICP-AES法通常存在的干擾大致可分為兩類:一類是光譜干擾（表1），主要包括了連續背景和譜線重疊干擾，另一類是非光譜干擾，主要包括了化學干擾、電離干擾、物理干擾及去溶劑干擾等，在實際分析過程中各類干擾很難截然分開。在一般情況下，必須予以補償和校正。

物理干擾一般是由樣品的粘滯程度及表面張力變化而致；尤其是當樣品中含有大量可溶鹽或樣品酸度過高，都會對測定產生干擾。消除此類干擾最簡單的方式是將樣品稀釋[3]。

基體元素的干擾:優化實驗條件選擇出最佳工作參數，無疑可以減少ICP-AES法的干擾效應，但由于廢水成分復雜，大量元素和微量元素的差別很大，因此來自大量元素干擾不容忽視。

2.1.4 干擾校正

基體匹配法效果十分令人滿意。此方法對于測定基體成分固定的樣品，是理想的消除干擾的方法，但存在高純試劑難于解決的問題，而且廢水的基體成分變化莫測，在實際分析中，標準溶液的配制工作將是十分麻煩的；比較簡便并且目前經常采用的方法是背景扣除法，進行人工扣除或計算機自動扣除。因此可依據所用儀器的性能及待測廢水的成分選擇適當的元素譜線和適當的修正干擾的方法予以消除。

表1 元素間干擾[1]

1.1.5 檢出限

把20次以上全程空白值標準偏差的3倍作為方法的檢出限。ICP-AES法一般地把元素檢出限的5倍作為方法定量濃度的下限，其校準曲線有較大的線性范圍，在多數情況下可達3-4個數量級，這就可以用同一條標準曲線同時分析樣品中從痕量到較高濃度的各種元素。表2儀器的宜采用的元素特征譜線波長及檢出限。

表2 測定元素波長及檢出限

1.2 試驗方法

1.2.1 方法適用范圍

適用于硫酸廠污水中銅、鉛、鋅、砷、鎘、鎳、鐵、錳、鈉等金屬元素。

1.2.2 實驗所用試劑

國家標準溶液（銅、鉛、鋅、砷、鎘、鎳、鐵、錳、鈉等）；1.42 g/mL硝酸；氬氣:純度不低于99.99%；標液:單元素標液配制，先配制中間液，將標準溶液銅、鋅、鎘、鎳、錳、鈉稀釋成0.10 mg/mL。將鉛、砷、鐵、稀釋成0.50 mg/ml。稀釋時，需補加一定量相應的酸，一般為10%硝酸。

多元素混合標準溶液的配制:為進行多元素同時測定，簡化操作手續，必須根據元素間相互干擾的情況與標準溶液的性質，用單元素中間標準溶液，分別配制成多元素混合標準溶液。由于所用標準溶液的性質及儀器性能以及對樣品待測項目的要求不同，元素分組情況也不盡相同[2]。混合標準溶液的酸度應盡量與待測樣品溶液酸度一致，10%硝酸。標液濃度為表3。

表3 混合標液濃度[4]

1.2.3 實驗樣品處理

根據樣品所測元素含量進行取樣，加10%硝酸，定容搖勻[6]。將處理好的樣品及空白溶液，使用電感耦合等離子體發射光譜儀進行檢測。如果試樣在測定之前進行了稀釋，應將測定結果乘以一個相應的倍數。計算公式為:

式中，ρ為所測定的濃度（μg/ml）；V為所測定的體積(ml)；V0為所取樣品的體積(ml)。

1.2.4 方法的精密度

對各類樣品進行11次重復測定，各元素測定結果的相對標準偏差低于5.5%。

1.3 試驗結果

1.3.1 分析結果比對

對樣品進行多次測量對比，見表4。

1.3.2 加標回收試驗

對多個樣品進行加標回收實驗，加標回收率均達到95%以上。并進行平行加標，空白加標，加入定量的標準物質，按樣品的處理步驟分析。加標回收所得的結果既可以反應測試結果的準確度，也可以判斷其精密度。樣品加標回收實驗，見表5。

表4 樣品測量對比表單位（mg/L）

表5 樣品回收實驗數值表

2 結語

化驗室每天都要面對企業的污水進行常規檢測分析，周而復始的樣品使化驗任務艱巨。如果能夠合理、準確、高效地進行檢測分析，就會降低人力、物力、財力，為企業增加節約點，建立效益源。對硫酸廠水樣的研究分析，經過人員比對，方法比對，加標回收等各種方法多次進行試驗，準確度好、精密度佳。對檢測過程時間長，人員的增加，物資的消耗等問題得到有效的解決，為企業降低成本，提高效益提供了有效方法和途徑。