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        分光光度法測定工業(yè)廢水中鎘的含量

        2015-12-31 00:00:00陳浩
        基層建設 2015年14期

        摘要:工業(yè)廢水中部分金屬元素的超標排放將會對環(huán)境造成較為嚴重的污染,為保證其排放時金屬元素的含量處于可排放范圍內(nèi),對工業(yè)廢水的監(jiān)測快速準確分析愈發(fā)重要。鎘作為工業(yè)廢水中的金屬物質(zhì)之一,其對環(huán)境以及人類身體的健康影響均較大,所以工業(yè)廢水的檢測中,鎘是較為重要的指標之一。本文通過介紹分光光度法的分析的基本原理,描述了通過其測定工業(yè)廢水中鎘的含量的詳細操作步驟,通過實驗可以發(fā)現(xiàn)該方法在工業(yè)廢水中鎘含量測定中的優(yōu)越性,也同時希望本文對從事水質(zhì)分析行業(yè)的各位同仁有所幫助。

        關鍵詞:分光光度法;工業(yè)廢水;鎘

        分光光度法是通過測定被測物質(zhì)在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)光的吸光度或發(fā)光強度,對該物質(zhì)進行定性和定量分析的方法,其具有分析速度快,分析精度高的特點,也正是因為這一特點,工業(yè)廢水中的鎘在形成配合物后,其在特征波長下有最大吸收,可對其含量進行測定,這種測定方法簡單有效,結果及時準確,能夠為工業(yè)廢水的及時處理及排放提供可靠的技術保障。

        一、分光光度法概述

        在分光光度計中,將不同波長的光連續(xù)地照射到一定濃度的樣品溶液時,便可得到與不同波長相對應的吸收強度。如以波長(λ)為橫坐標,吸收強度(A)為縱坐標,就可繪出該物質(zhì)的吸收光譜曲線。利用該曲線進行物質(zhì)定性、定量的分析方法,稱為分光光度法,也稱為吸收光譜法。用紫外光源測定無色物質(zhì)的方法,稱為紫外分光光度法;用可見光光源測定有色物質(zhì)的方法,稱為可見光光度法。

        它們與比色法一樣,都以Beer-Lambert定律為基礎。其主要的測定原理如下:

        根據(jù)朗伯(Lambert)-比爾(Beer)定律:A=abc 式中A為吸光度,b為溶液層厚度(cm),c為溶液的濃度(g/dm3),a為吸光系數(shù)。其中吸光系數(shù)與溶液的本性、溫度以及波長等因素有關。溶液中其他組分(如溶劑等)對光的吸收可用空白液扣除。

        由上式可知,當溶液層厚度b和吸光系數(shù)a固定時,吸光度A與溶液的濃度成線性關系。在定量分析時,首先需要測定溶液對不同波長光的吸收情況(吸收光譜),從中確定最大吸收波長,然后以此波長 的光為光源,測定一系列已知濃度c溶液的吸光度A,作出A~c工作曲線。在分析未知溶液時,根據(jù)測量的吸光度A,查工作曲線即可確定出相應的濃度。這便是分光光度法測量濃度的基本原理。

        分光光度法在進行測定時,所使用的儀器并不是很多,重要的有紫外分光光度計、比色計等。一定要選擇精密度比較高的儀器,否則會影響測定結果的準確性,所選擇的儀器都需要定期測定,以此確保檢定準確性。

        二、分光光度法測定工業(yè)廢水中鎘的含量的必要性及優(yōu)越性

        首先,鎘是一種毒性非常大的重金屬,其化合物也都屬于毒性物質(zhì)。水體中的鎘通過直接飲用含鎘的水或食用函鎘水體澆灌的蔬菜、糧食,通過食物鏈進入人體后將會形成富集效應,損壞人體的肝、腎等內(nèi)臟組織,一旦空氣或者食品被鎘污染,對人類身體的損害將無可想象,而鎘作為工業(yè)生產(chǎn)中最常使用的金屬,必定會存在于工業(yè)廢水中,如果含量過高對環(huán)境污染非常大,也就直接影響了人體的健康,所以需要選擇合適的方法對工業(yè)廢水中鎘含量進行測定,以便能夠確保工業(yè)廢水安全排放,不會對環(huán)境產(chǎn)生任何過大的傷害。環(huán)境工程中,鎘主要是存在與淡水中,含量較低,日常生活中鎘的污染源主要是來自于工業(yè)廢水中,尤其是采礦或者是冶煉等工業(yè)廢水中,這兩大行業(yè)也是鎘含量測定重點行業(yè)。其次,使用分光光度法測定,儀器相對簡單,儀器的使用以及維護費用均較低,操作簡便,測定的效率高,普遍試用性強,所以其在鎘含量的測定中有著其獨特的優(yōu)越性

        三、分光光度法測定工業(yè)廢水中鎘的含量的步驟

        基本原理:聚乙烯醇,硼酸及碘于鹽酸溶液中可形成藍色復合物,在一定條件下,當有鎘存在時,聚乙烯醇—硼酸—碘復合物體系吸光度值會降低。根據(jù)這一特點,本文研究了工業(yè)廢水中鎘的測定方法。

        1、材料和方法

        1.1試劑及儀器

        65M硼酸溶液:將10.0gH3BO3溶解在250ml水中。

        I2與KI溶液:向100ml水中加入25.0gKI及12.7g碘使其溶解,稀釋至1000ml,得到0.05MI2和0.15MKI溶液。

        聚乙烯醇水溶液:1.0mg/ml

        鎘標準溶液:1.0mg/ml稀釋至所需濃度

        721W型紫外可見分光光度計(上海)

        1.2測定條件和方法

        吸收池:1.0cm;波長:660nm;參比液:由相應的H3BO3、I3、KI及HCl溶液組成。于100ml容量瓶中,加入20ml0.65MH3BO3溶液,5ml0.05MI2(含0.15MKI)溶液,10ml6M鹽酸溶液,10ml1.0mg/ml聚乙烯醇溶液,10ml不同濃度的鎘標準溶液,用蒸餾水稀釋至刻度,搖均,10min后,在分光光度計上測其吸光度值。

        2.結果與討論

        2.1鎘的標準工作曲線

        按照以上的方法,以體系吸光度值的變化量為縱坐標,以加入鎘的量為橫坐標,繪制的工作曲線如圖1所示。

        圖1 Cd(Ⅱ)的標準曲線

        從圖1中曲線可知,體系中鎘的量在0~10mg范圍內(nèi),體系的吸光度值變化量與鎘的含量呈良好的線性關系。當有鎘存在時,聚乙烯醇—硼酸—碘復合物體系吸光度值會降低,原因可能是復合物與鎘發(fā)生締合反應,或鎘破壞了復和物的結構,使復合物的濃度下降,吸光度值隨之下降。

        2.2干擾離子的影響

        聚乙烯醇—硼酸—碘復合物可能與其它金屬離子發(fā)生締合,或鎘與其它配體發(fā)生締合,而不能被復合物置換,這些情況對分析結果有一定影響。按照以上方法,使體系中鎘的含量為5mg的條件下,考查了一些常見離子的干擾情況,結果列于表1中。

        表1干擾離子的影響

        由表中數(shù)據(jù)可知,如果誤差控制在±10%范圍內(nèi),CN-和SCN-的量超過100μg,S2-的量超過50μg,Zn和Hg的量超過500μg時,將對鎘的測定產(chǎn)生干擾。由于工業(yè)廢水中鎘的含量一般遠遠超過水中所含的常見金屬離子,所以用此法測定工業(yè)廢水中鎘的含量,幾乎不產(chǎn)生干擾。

        四、結語

        綜上所述,可知工業(yè)生產(chǎn)過程中,鎘會進入到工業(yè)廢水中,如果沒有準確快速的測定,而直接的排入江河湖海中,一旦被進入到人們的身體中,此種物質(zhì)就會人類身體中的鈣,使得人們引發(fā)各種疾病,尤其是骨質(zhì)方面的疾病,所以必須要對工業(yè)廢水中鎘的含量進行測定,分光光度法簡單、快捷,操作過程不會產(chǎn)生二次污染,對于分析工作者來說為綠色環(huán)保的測定方法,希望該方法對于從事相關行業(yè)的分析工作者有所幫助。

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