張 晶太原供水集團(tuán)有限公司水質(zhì)管理處

關(guān)于凈水劑聚鋁中重金屬的檢測

張 晶
太原供水集團(tuán)有限公司水質(zhì)管理處

張晶（1984.3-）女，山西文水人，漢族，太原供水集團(tuán)有限公司水質(zhì)管理處，畢業(yè)于山西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，本科，工程師，研究方向：無機(jī)水質(zhì)化驗(yàn)。

中國人均淡水資源為世界人均淡水資源的四分之一，被列為全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國家之一。目前，中國有16個(gè)?。▍^(qū)、市）面臨缺水問題，有6個(gè)省、區(qū)（寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇）嚴(yán)重缺水。地處黃土高原的山西省已是中國水資源嚴(yán)重緊缺的省份之一，萬家寨引黃工程在很大程度上解決了山西水資源日益短缺的問題，現(xiàn)如今太原市將近百分之四十的生活飲用水都來自凈化后的黃河水。黃河水的引入有效抑制了太原市地下水的過度開采，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。其經(jīng)過凈化后的水質(zhì)完全符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

聚合氯化鋁簡稱聚鋁，代號PAC，介于AlCl3和Al （OH）3之間的一種水溶性無機(jī)高分子聚合物，是目前飲用水處理采用的主要凈水劑，可強(qiáng)力去除微有毒物及重金屬離子，性狀穩(wěn)定，其絮凝沉淀速度快，適用PH值范圍寬（源水PH5.0-9.0范圍均可凝聚），由于其凈水成本低，對管道設(shè)備無腐蝕性且凈水效果明顯，被廣泛用于飲用水凈化、城市給排水凈化、工業(yè)給水凈化等方面。目前黃河水所用的水處理劑主要是聚合氯化鋁，它的質(zhì)量直接關(guān)系到千家萬戶的飲用水安全。因此，對于水處理劑聚合氯化鋁的技術(shù)要求非常嚴(yán)格。

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：聚合氯化鋁應(yīng)符合如表1技術(shù)指標(biāo)。

其中重金屬指標(biāo)尤為重要，《生活飲用水用聚氯化鋁》國家標(biāo)準(zhǔn)中重金屬的測定主要有：砷（As）、鉛（Pb）、鎘（Cd）以及汞（Hg）含量的測定。

下面將對聚合氯化鋁中重金屬指標(biāo)檢驗(yàn)方法及結(jié)果進(jìn)行研究討論。

表1

檢測方法及步驟

1.砷（As）和汞（Pb）含量的測定

1.1試樣溶液的制備

稱取約10g液體試樣（聚鋁），精確至0.01g，置于100mL蒸發(fā)皿中。加入10mL硫酸，攪拌，在沸水浴上蒸至近干。冷卻，以熱水溶解（如有不溶物應(yīng)過濾除去），再移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此試液A用于砷汞含量的測定（砷和汞用原子熒光法測定）。

1.2分析步驟

1.2.1原理

在酸性條件下， 原子態(tài)砷汞由載氣（氬氣）帶入石英原子化器，在特定的砷汞空心陰極燈的照射下，基態(tài)的砷汞原子被激發(fā)至高能態(tài)，在去活化回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出特征波長的熒光。在一定的濃度范圍內(nèi)，其熒光強(qiáng)度與砷汞含量成正比。與標(biāo)準(zhǔn)曲線比較定量，即可得出砷汞的含量。

1.2.2測定步驟

分別配制不同濃度的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液和汞標(biāo)準(zhǔn)溶液，應(yīng)用原子熒光光度計(jì)測定其對應(yīng)濃度熒光值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。取適量試液A上機(jī)測定，根據(jù)其熒光值測得濃度。

1.3分析結(jié)果的表述

以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示的砷汞含量（X%）按下式計(jì)算：

式中：mn——從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的砷汞含量，μg/L；

m——試料的質(zhì)量，g；

鉛（Pb）和鎘（Cd）含量的測定

2.1試樣溶液的制備

稱取約10g液體試樣（聚鋁），精確至0.01g，置于100ml燒杯中，加水30ml、硝酸溶液（1+1）1ml，蓋上表面皿煮沸約1min，冷至室溫后轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。此試液B用于鉛鎘的測定（鉛和鎘的測定采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法）。

2.2分析步驟

2.2.1原理

電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP/MS）是一種無機(jī)元素分析技術(shù)，ICP/MS儀器有離子源和質(zhì)譜儀兩個(gè)主要部分構(gòu)成。電感耦合等離子體（ICP）是一種高溫離子源，能夠把引入的樣品從分子狀態(tài)變成離子狀態(tài)，形成的離子通過離子透鏡到達(dá)質(zhì)譜儀（MS），質(zhì)譜儀根據(jù)質(zhì)荷比進(jìn)行分離。對于一定的質(zhì)荷比，質(zhì)譜積分面積與進(jìn)入質(zhì)譜儀中的離子數(shù)成正比。即樣品的濃度與質(zhì)譜的積分面積成正比，通過測量質(zhì)譜的峰面積來測定樣品中元素的濃度。

2.2.2測定步驟

將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配成濃度為0，0.5ug/L，1.0ug/L，5.0ug/L，20ug/L，40ug/L，50ug/L的標(biāo)準(zhǔn)系列，開機(jī)測定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。取適量試液B進(jìn)行測定。

2.3分析結(jié)果的表述

以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示的鉛鎘含量（X%）按下式計(jì)算：

式中：mn——從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的鉛和鎘的含量，μg；

m ——試料的質(zhì)量，g

檢測結(jié)果

在正常生產(chǎn)情況下，6個(gè)月至少進(jìn)行一次檢驗(yàn)。為了保證飲用水安全，檢驗(yàn)周期縮短為每個(gè)季度檢測一次，通過連續(xù)4次對聚合氯化鋁進(jìn)行抽檢，其抽檢樣品重金屬指標(biāo)結(jié)果如下：

項(xiàng)目次結(jié)數(shù)果% As　Hg　Cd　Pb 1　0.000015　0.0000034　〈0.000005　0.000386 2　0.0000082　0.0000022　0.000008　0.000276 3　0.000011　0.0000013　〈0.000005　0.000182 4　0.0000090　0.0000011　〈0.000005　0.000232

通過連續(xù)6個(gè)月對凈化后的生活飲用水進(jìn)行檢測，其飲用水中重金屬含量檢測結(jié)果如下：

項(xiàng)目次結(jié)數(shù)果% As　Hg　Cd　Pb 1　0.00210　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050 2　0.00189　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050 3　0.00230　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050 4　0.00208　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050 5　0.00169　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050 6　0.00188　〈0.000050　〈0.00050　〈0.00050

檢測結(jié)果討論

根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定生活飲用水中砷、汞、鎘、鉛的各項(xiàng)指標(biāo)限值分別為：砷〈0.01mg/L，汞〈0.001mg/L，鎘〈0.005mg/L，鉛〈0.01mg/L。

實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)表明，凈水劑聚合氯化鋁符合產(chǎn)品要求技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并且由聚合氯化鋁凈化后的生活飲用水中重金屬含量指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，保障了飲用水的衛(wèi)生安全。