摘要：工業(yè)廢水中部分金屬元素的超標(biāo)排放將會(huì)對(duì)環(huán)境造成較為嚴(yán)重的污染，為保證其排放時(shí)金屬元素的含量處于可排放范圍內(nèi)，對(duì)工業(yè)廢水的監(jiān)測(cè)快速準(zhǔn)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(duì)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(cè)中，鎘是較為重要的指標(biāo)之一。本文通過(guò)介紹分光光度法的分析的基本原理，描述了通過(guò)其測(cè)定工業(yè)廢水中鎘的含量的詳細(xì)操作步驟，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)該方法在工業(yè)廢水中鎘含量測(cè)定中的優(yōu)越性，也同時(shí)希望本文對(duì)從事水質(zhì)分析行業(yè)的各位同仁有所幫助。

關(guān)鍵詞：分光光度法；工業(yè)廢水；鎘

分光光度法是通過(guò)測(cè)定被測(cè)物質(zhì)在特定波長(zhǎng)處或一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)光的吸光度或發(fā)光強(qiáng)度，對(duì)該物質(zhì)進(jìn)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(diǎn)，也正是因?yàn)檫@一特點(diǎn)，工業(yè)廢水中的鎘在形成配合物后，其在特征波長(zhǎng)下有最大吸收，可對(duì)其含量進(jìn)行測(cè)定，這種測(cè)定方法簡(jiǎn)單有效，結(jié)果及時(shí)準(zhǔn)確，能夠?yàn)楣I(yè)廢水的及時(shí)處理及排放提供可靠的技術(shù)保障。

一、分光光度法概述

在分光光度計(jì)中，將不同波長(zhǎng)的光連續(xù)地照射到一定濃度的樣品溶液時(shí)，便可得到與不同波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的吸收強(qiáng)度。如以波長(zhǎng)（λ）為橫坐標(biāo)，吸收強(qiáng)度（A）為縱坐標(biāo)，就可繪出該物質(zhì)的吸收光譜曲線。利用該曲線進(jìn)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(cè)定無(wú)色物質(zhì)的方法，稱為紫外分光光度法；用可見(jiàn)光光源測(cè)定有色物質(zhì)的方法，稱為可見(jiàn)光光度法。

它們與比色法一樣，都以Beer-Lambert定律為基礎(chǔ)。其主要的測(cè)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(zhǎng)等因素有關(guān)。溶液中其他組分（如溶劑等）對(duì)光的吸收可用空白液扣除。

由上式可知，當(dāng)溶液層厚度b和吸光系數(shù)a固定時(shí)，吸光度A與溶液的濃度成線性關(guān)系。在定量分析時(shí)，首先需要測(cè)定溶液對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收情況（吸收光譜），從中確定最大吸收波長(zhǎng)，然后以此波長(zhǎng) 的光為光源，測(cè)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(shí)，根據(jù)測(cè)量的吸光度A，查工作曲線即可確定出相應(yīng)的濃度。這便是分光光度法測(cè)量濃度的基本原理。

分光光度法在進(jìn)行測(cè)定時(shí)，所使用的儀器并不是很多，重要的有紫外分光光度計(jì)、比色計(jì)等。一定要選擇精密度比較高的儀器，否則會(huì)影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，所選擇的儀器都需要定期測(cè)定，以此確保檢定準(zhǔn)確性。

二、分光光度法測(cè)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(guò)直接飲用含鎘的水或食用函鎘水體澆灌的蔬菜、糧食，通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體后將會(huì)形成富集效應(yīng)，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(duì)人類身體的損害將無(wú)可想象，而鎘作為工業(yè)生產(chǎn)中最常使用的金屬，必定會(huì)存在于工業(yè)廢水中，如果含量過(guò)高對(duì)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(duì)工業(yè)廢水中鎘含量進(jìn)行測(cè)定，以便能夠確保工業(yè)廢水安全排放，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何過(guò)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(lái)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(cè)定重點(diǎn)行業(yè)。其次，使用分光光度法測(cè)定，儀器相對(duì)簡(jiǎn)單，儀器的使用以及維護(hù)費(fèi)用均較低，操作簡(jiǎn)便，測(cè)定的效率高，普遍試用性強(qiáng)，所以其在鎘含量的測(cè)定中有著其獨(dú)特的優(yōu)越性

三、分光光度法測(cè)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(lán)色復(fù)合物，在一定條件下，當(dāng)有鎘存在時(shí)，聚乙烯醇—硼酸—碘復(fù)合物體系吸光度值會(huì)降低。根據(jù)這一特點(diǎn)，本文研究了工業(yè)廢水中鎘的測(cè)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(biāo)準(zhǔn)溶液：1.0mg/ml稀釋至所需濃度

721W型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海）

1.2測(cè)定條件和方法

吸收池：1.0cm；波長(zhǎng)：660nm；參比液：由相應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)溶液，用蒸餾水稀釋至刻度，搖均，10min后，在分光光度計(jì)上測(cè)其吸光度值。

2.結(jié)果與討論

2.1鎘的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)，以加入鎘的量為橫坐標(biāo)，繪制的工作曲線如圖1所示。

圖1 Cd（Ⅱ）的標(biāo)準(zhǔn)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(guān)系。當(dāng)有鎘存在時(shí)，聚乙烯醇—硼酸—碘復(fù)合物體系吸光度值會(huì)降低，原因可能是復(fù)合物與鎘發(fā)生締合反應(yīng)，或鎘破壞了復(fù)和物的結(jié)構(gòu)，使復(fù)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(fù)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(fù)合物置換，這些情況對(duì)分析結(jié)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(jiàn)離子的干擾情況，結(jié)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(guò)100μg，S2-的量超過(guò)50μg，Zn和Hg的量超過(guò)500μg時(shí)，將對(duì)鎘的測(cè)定產(chǎn)生干擾。由于工業(yè)廢水中鎘的含量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水中所含的常見(jiàn)金屬離子，所以用此法測(cè)定工業(yè)廢水中鎘的含量，幾乎不產(chǎn)生干擾。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可知工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，鎘會(huì)進(jìn)入到工業(yè)廢水中，如果沒(méi)有準(zhǔn)確快速的測(cè)定，而直接的排入江河湖海中，一旦被進(jìn)入到人們的身體中，此種物質(zhì)就會(huì)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(duì)工業(yè)廢水中鎘的含量進(jìn)行測(cè)定，分光光度法簡(jiǎn)單、快捷，操作過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生二次污染，對(duì)于分析工作者來(lái)說(shuō)為綠色環(huán)保的測(cè)定方法，希望該方法對(duì)于從事相關(guān)行業(yè)的分析工作者有所幫助。

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