胡國強

（龍巖市上杭縣環(huán)境保護局，福建 上杭 364200）

前言

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法是近幾十年發(fā)展起來的一種新的分析技術(shù)，該技術(shù)具有靈敏度高、干擾小、線性范圍寬等優(yōu)良特點[1]。

隨著國內(nèi)綠色環(huán)保理念的進一步落實，黃金礦山及冶煉行業(yè)越來越重視生產(chǎn)廢水的處理技術(shù)，其中包括測定黃金工業(yè)廢水中的硫酸鹽含量的技術(shù)。硫酸根在自然界中分布廣泛，地表水和地下水中的硫酸根主要來源于巖石土壤中礦物組分的分化和溶淋[2]。在黃金開采過程中，由于礦石屬性、過程生產(chǎn)控制、環(huán)保要求等因素，測定黃金工業(yè)廢水中的硫酸鹽含量顯得特別重要。目前硫酸鹽含量的測定方法主要采用《水質(zhì)硫酸鹽的測定重量法》（GB 11899—1989）、鉻酸鋇分光光度法[3]、原子吸收間接法[4]等，這些方法在操作步驟、檢出濃度和測定范圍等方面具有一定的局限性。尤其是重量法存在耗時長的缺點。

雖然有文獻[5～10]報道，采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法來測定液體樣品中硫酸根含量，但由于黃金工業(yè)廢水中的硫大部分以硫酸根、負(fù)二價硫離子、硫代硫酸根離子等形式存在，目前尚未有報道采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定黃金工業(yè)廢水中硫酸根的方法。本文建立了使用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定黃金工業(yè)廢水中硫酸根含量的方法。針對硫以不同形式存在的樣品采用不同的樣品前處理，使用儀器進行測定，可滿足黃金工業(yè)廢水中硫酸根的測定及時率要求。

1 實驗部分

1.1 儀器

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，型號5300DV。

1.2 主要材料和試劑

鹽酸（分析純，所有實驗用水均為二次去離子水）。硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液（稱取基準(zhǔn)試劑硫酸鉀3.627 5g，置于1000mL容量瓶中，加500mL蒸餾水溶解后再用蒸餾水定至刻度。此溶液1mL含2000μg硫酸根）。氬氣[w(Ar) ≥99.996%]。

1.3 實驗方法

1.3.1 試樣處理

（1）不含硫離子、硫代硫酸根離子等其他含硫液體樣品：分取50.00mL試樣于150mL燒杯中，加入2.5mL鹽酸（AR），在電熱板上加熱濃縮至30mL，取下冷卻后，移入50mL容量瓶中，用水定容，混勻。

（2）含負(fù)二價硫離子液體樣品：分取10.00mL試樣雙份于150mL燒杯中。分別加入2mL氯化銅溶液（50g/L），搖勻后，加入2.5mL鹽酸（AR）。其中一份加入2mL氯化鋇溶液（100g/L），一份不加，分別在電熱板上加熱至沸騰，取下冷卻后，移入50mL容量瓶中，用水定容，混勻。

（3）含硫代硫酸根離子等其他含硫液體樣品：分取10.00mL試樣雙份于150mL燒杯中，分別加入2.5mL鹽酸（AR），搖勻；其中一份加入2mL氯化鋇溶液（100g/L），一份不加。在電熱板上加熱至近干。取下冷卻后，加入2.5mL鹽酸（AR），用少量水沖洗杯壁，微熱后，取下冷卻，移入50mL容量瓶中，用水定容，混勻。

1.3.2 樣品測定

采用電感耦合等離子體光譜儀在選定的最佳儀器條件下按選定的硫的波長，測定其含量。工作曲線采用0.00、10.00、50.00、100.0、300.0、500.0μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。如果試樣中硫酸根含量過高，試樣待測溶液應(yīng)視具體情況決定稀釋倍數(shù)。

1.3.3 計算

（1）按1.3.1中（1）方法處理的樣品：硫酸根的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以ρ計，數(shù)值以mg/L表示，按下列公式計算：

式中：

V1—分取試液體積，mL；

V2——分取試液稀釋后體積，mL；

V0——試樣的體積，mL。

（2）按1.3.1中（2）及（3）方法處理的樣品：硫酸根的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以ρ計，數(shù)值以mg/L表示，按下列公式計算：

式中：

2010年，在語文本色教學(xué)獲得江蘇首屆基礎(chǔ)教育教學(xué)成果特等獎后，我們開始潛心進行教學(xué)方法的總結(jié)。2009年，在全國中語會出版的匯集30年來的優(yōu)秀語文教師的成果和成就的《中國語文人》中，我已經(jīng)將自己的教學(xué)方法概括為“和諧共生教學(xué)法”。其實，2008年，我在專著《黃厚江講語文》中就明確提出：“語文課堂教學(xué)的最高境界是什么？是和諧。是人與人的和諧，是內(nèi)容與形式的和諧，是相關(guān)內(nèi)容和語文的和諧。一切恰到好處，一切渾然天成，一切順其自然；應(yīng)該有的都有，不該有的都沒有：是為至境。”應(yīng)該說，這里已經(jīng)蘊含著我對理想的語文課的理解和追求。

V — 試液的質(zhì)量濃度，μg/mL；

V1— 分取試液體積，mL；

V2— 分取試液稀釋后體積，mL；

V0— 試樣的體積，mL。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器參數(shù)的選擇

對實驗所用儀器的重要參數(shù)進行正交實驗，綜合分析電感耦合等離子體光譜儀的優(yōu)化程序，考察射頻發(fā)生器功率、霧化氣流量、輔助氣流量、等離子氣流量、進液泵速、觀測高度等對被測元素譜線發(fā)射強度存在影響的因素，選擇實驗室的最佳儀器測量參數(shù)（表1）。

表1 儀器測量參數(shù)

2.2 譜線選擇

經(jīng)過樣品實驗，干擾排除，較好的譜線如表2所示，表中的數(shù)據(jù)作為硫元素測定波長。選擇合適的扣背景位置，選用的分析線基本無光譜干擾。

2.3 檢出限和測定下限

測定11次樣品空白溶液強度，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差為檢出限，結(jié)果為6.67mg/mL；5倍的檢出限為測定下限，結(jié)果為11.12mg/mL。硫元素的檢出限均能滿足方法中的最低濃度要求。

2.4 試樣定容介質(zhì)的選擇

黃金工業(yè)廢水的酸堿度未知，且樣品中可能存在S2-、SO32-、S2O32-，采用氧化性酸作介質(zhì)不但無法除去可能存在的其他硫形式，還可能引起結(jié)果偏高。現(xiàn)以5%鹽酸作為標(biāo)準(zhǔn)溶液介質(zhì)繪制曲線。分取標(biāo)準(zhǔn)溶液（2000μg/mL），得到濃度為100μg/mL和300μg/mL的溶液各9份，兩種濃度溶液每3份加入鹽酸、硝酸，酸度為5%用水直接定容。結(jié)果表明，以鹽酸作為樣品介質(zhì)得出的結(jié)果最接近標(biāo)準(zhǔn)值，硝酸介質(zhì)偏低，蒸餾水介質(zhì)偏高。所以應(yīng)采用鹽酸作為樣品介質(zhì)。

2.5 鹽酸酸度的影響

將待測介質(zhì)鹽酸濃度分別控制在1.0%、5.0%、10.0%、15.0%，使用標(biāo)準(zhǔn)溶液進行測定，分析對100.0μg/mL硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液測定結(jié)果的影響。結(jié)果表明（表3），酸度從1%至15%時，回收率均不小于95%。綜合考慮，應(yīng)采用酸度為5%。

表2 波長

表3 酸度對測定結(jié)果的影響

2.6 共存元素的影響

2.6.1 銅基體的干擾

在含有硫酸根的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入不同含量的銅基體，測量分析元素。結(jié)果表明（表4），當(dāng)Cu含量低于1g/L時銅基體對測定無干擾。

表4 銅基體對測定元素的影響

2.6.2 鐵基體的干擾

在含有硫酸根的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入不同含量的鐵基體，測量分析元素。結(jié)果表明（表5），當(dāng)Fe低于1g/L時鐵基體對測定無干擾。

表5 鐵基體對測定元素的影響

2.6.3 鈉基體的干擾

在含有硫酸根的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入不同含量的鈉基體，測量分析元素。結(jié)果表明（表6），當(dāng)Na低于1g/L時鈉基體對待測元素?zé)o干擾。

表6 鈉基體對測定元素的影響

2.6.4 鐵銅混合基體的干擾

在含有硫酸根的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入不同含量的銅鐵基體，測量分析元素。結(jié)果表明（表7），當(dāng)Cu低于1g/L和Fe低于1g/L時銅鐵基體對待測元素?zé)o干擾。

表7 銅鐵基體對測定元素的影響

綜合上述的基體干擾，主要是由于基體濃度高時，增大了進樣壓力，亦影響到硫酸根的霧化效率。且硫酸根濃度越低，其霧化效率對結(jié)果的影響越大，從而造成測定結(jié)果偏低。此外，實際水樣中可能存在的元素（鉀、鈣、鎂、鋁、砷、硅、鉛、鋅）對被測元素的測定干擾情況進行了考察。結(jié)果表明，在允許誤差范圍內(nèi)（以回收率高于90%計），測量100.00μg/mL硫酸根的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液時，500.0μg/mL其他共存元素測定結(jié)果不干擾測定。

2.7 試樣分析

2.7.1 方法重復(fù)性實驗分析

隨機選取4個黃金工業(yè)廢水樣品，按試樣分析方法分別測定7次，得到7個測定值，計算其平均值及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果表明RSD均小于3%（表8）。

表8 精密度

2.7.2 方法加標(biāo)回收實驗

隨機選取5#、6#黃金工業(yè)廢水樣品，采用實驗方法進行加標(biāo)回收實驗。結(jié)果表明，該方法加標(biāo)回收率達(dá)99%～101%（表9）。

表9 加標(biāo)回收

2.7.3 方法比對試驗

隨機選取5個黃金工業(yè)廢水樣品，采用實驗方法與《水質(zhì)硫酸鹽的測定重量法》（GB 11899—1989）進行實驗比對。結(jié)果表明，該實驗方法與國標(biāo)重量法的結(jié)果一致（表10）。

表10 不同方法結(jié)果比對

3 結(jié)論

本文建立了使用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定黃金工業(yè)廢水中硫酸根含量的方法，實驗采用鹽酸作為樣品介質(zhì)，ICP－AES法測定黃金工業(yè)廢水中硫酸根含量，方法操作簡單、流程短、干擾少。通過比對實驗、加標(biāo)實驗，證明了該方法具有較好的準(zhǔn)確度，能夠滿足黃金工業(yè)廢水中硫酸根含量的測定要求，具有一定的推廣價值。