孫玉，陳宇

（吉林紫金銅業(yè)有限公司化驗(yàn)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(fā)射譜儀能夠快速、準(zhǔn)確、規(guī)范地測定出其中金屬元素含量，可有效地節(jié)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(jī)采樣，具有真實(shí)性和可靠性。

1 實(shí)驗(yàn)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(fā)光源的一類光譜分析方法。在國外ICP-AES已發(fā)展成為一種極為普遍、適用范圍廣的常規(guī)分析方法，并已廣泛運(yùn)用。由于ICP商品儀器的發(fā)展十分迅速并日趨完善，與其他分析技術(shù)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(qiáng)的競爭力。

1.1.2 方法原理

高頻發(fā)生器產(chǎn)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(jīng)進(jìn)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(fā)。不同元素的原子在激發(fā)或電離時可發(fā)射出特征光譜，特征光譜的的強(qiáng)弱與樣品中原子濃度有關(guān)，與標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)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(xù)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(xué)干擾、電離干擾、物理干擾及去溶劑干擾等，在實(shí)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(bǔ)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(dāng)樣品中含有大量可溶鹽或樣品酸度過高，都會對測定產(chǎn)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(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件選擇出最佳工作參數(shù)，無疑可以減少ICP-AES法的干擾效應(yīng)，但由于廢水成分復(fù)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(shí)際分析中，標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制工作將是十分麻煩的；比較簡便并且目前經(jīng)常采用的方法是背景扣除法，進(jìn)行人工扣除或計(jì)算機(jī)自動扣除。因此可依據(jù)所用儀器的性能及待測廢水的成分選擇適當(dāng)?shù)脑刈V線和適當(dāng)?shù)男拚蓴_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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)曲線有較大的線性范圍，在多數(shù)情況下可達(dá)3-4個數(shù)量級，這就可以用同一條標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)所用試劑

國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)液:單元素標(biāo)液配制，先配制中間液，將標(biāo)準(zhǔn)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(bǔ)加一定量相應(yīng)的酸，一般為10%硝酸。

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

表3 混合標(biāo)液濃度[4]

1.2.3 實(shí)驗(yàn)樣品處理

根據(jù)樣品所測元素含量進(jìn)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(fā)射光譜儀進(jìn)行檢測。如果試樣在測定之前進(jìn)行了稀釋，應(yīng)將測定結(jié)果乘以一個相應(yīng)的倍數(shù)。計(jì)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(jìn)行11次重復(fù)測定，各元素測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差低于5.5%。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

1.3.1 分析結(jié)果比對

對樣品進(jìn)行多次測量對比，見表4。

1.3.2 加標(biāo)回收試驗(yàn)

對多個樣品進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，加標(biāo)回收率均達(dá)到95%以上。并進(jìn)行平行加標(biāo)，空白加標(biāo)，加入定量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，按樣品的處理步驟分析。加標(biāo)回收所得的結(jié)果既可以反應(yīng)測試結(jié)果的準(zhǔn)確度，也可以判斷其精密度。樣品加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，見表5。

表4 樣品測量對比表單位（mg/L）

表5 樣品回收實(shí)驗(yàn)數(shù)值表

2 結(jié)語

化驗(yàn)室每天都要面對企業(yè)的污水進(jìn)行常規(guī)檢測分析，周而復(fù)始的樣品使化驗(yàn)任務(wù)艱巨。如果能夠合理、準(zhǔn)確、高效地進(jìn)行檢測分析，就會降低人力、物力、財(cái)力，為企業(yè)增加節(jié)約點(diǎn)，建立效益源。對硫酸廠水樣的研究分析，經(jīng)過人員比對，方法比對，加標(biāo)回收等各種方法多次進(jìn)行試驗(yàn)，準(zhǔn)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(yè)降低成本，提高效益提供了有效方法和途徑。