王飛

摘 要：文章采用原子吸收方法測(cè)定工業(yè)廢水中重金屬鎳的含量，通過(guò)對(duì)取樣方法、消解方法的優(yōu)化，測(cè)定結(jié)果與上海院、第三方測(cè)試的結(jié)果值相比較，無(wú)顯著性差異。

關(guān)鍵詞：原子吸收;工業(yè)廢水;鎳

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

鎳位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族，化學(xué)性質(zhì)較為活潑，普通用于合金及化學(xué)合成催化劑[1]。在催化劑制備行業(yè)中，由于使用含鎳的試劑和使用鎳合金的金屬容器、管道等原因，易將鎳元素引入工業(yè)廢水中。鎳在自然界中多以化合物的形式存在，在天然水中的濃度并不高。但隨著工業(yè)的發(fā)展，特別是工業(yè)廢水的大量排放，環(huán)境中的鎳逐年升高。過(guò)量的鎳會(huì)引發(fā)皮膚濕疹，誤服會(huì)出現(xiàn)嘔吐、腹瀉癥狀。同時(shí)，鎳具有一定的致敏性。有研究顯示，鎳元素與冠心病發(fā)病[2]、心肌梗塞、鼻咽癌[3]相關(guān)。因此，工業(yè)廢水必須對(duì)其進(jìn)行有效處理，達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后方可排放。

2018年上海市污水排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，鎳的排放標(biāo)準(zhǔn)為0.1mg/L、鉻的排放標(biāo)準(zhǔn)為0.5mg/L。其中，鎳的測(cè)定方法規(guī)定為國(guó)標(biāo)方法GB/T 11912《水質(zhì) 鎳的測(cè)定 火焰原子吸收分光光度法》，但是標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)行版本為1989年發(fā)布。其中，標(biāo)準(zhǔn)的最低檢出濃度為0.05mg/L，校準(zhǔn)曲線(xiàn)濃度為0.2～5.0mg/L，已經(jīng)明顯不適合最新的排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，文章對(duì)廢水中鎳含量的測(cè)定方法進(jìn)行了優(yōu)化，能得到可靠的檢測(cè)結(jié)果，滿(mǎn)足工業(yè)中廢水治理的需求。

1 試驗(yàn)

1.1 儀器及工作參數(shù)

島津AA—6800型原子吸收分光光度計(jì)，配用10cm乙炔—空氣單縫燃燒頭，鎳空心陰極燈，鉻空心陰極燈。儀器參數(shù)如表1所示。

1.2 試劑

實(shí)驗(yàn)用水：純水;硝酸：優(yōu)級(jí)純;鎳標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：1000mg/L;鉻標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：1000mg/L。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置

鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液的系列配置：用移液管吸取上述鎳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液1ml于100ml容量瓶中，加水稀釋定容，搖均，含量為10mg/L。再分別用移液管吸取上述10mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1、2、3、4、5ml于系列100ml的容量瓶中，再加水稀釋至100ml定容，搖均，使其含量分別為0、0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L。

鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液的系列配置：用移液管吸取上述鎳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液1ml于100ml容量瓶中，加水稀釋定容，搖均，含量為10mg/L。再分別用移液管吸取上述10mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1、2、3、4、5ml于系列100ml的容量瓶中，再加水稀釋至100ml定容，搖均，使其含量分別為0、0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L。

1.4 樣品的制備

用500ml潔凈的磨口瓶從車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)取工業(yè)廢水約200ml，稱(chēng)取約50g樣品，加入2ml硝酸進(jìn)行消解后，轉(zhuǎn)移、定容至50ml容量瓶中待測(cè)。

1.5 測(cè)試

按照選擇的最佳儀器工作條件和配置的標(biāo)準(zhǔn)溶液作一條濃度和強(qiáng)度的工作曲線(xiàn)，在同一條件下測(cè)試樣品，記錄濃度。

2 結(jié)果與討論

從2018年1月1日起，上海市執(zhí)行新的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，其中鎳的含量要求極其嚴(yán)格，由以往的最低檢出濃度為1mg/L降低為最低檢出濃度為0.1mg/L，這為催化劑生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)一定的挑戰(zhàn)。選取中國(guó)石化催化劑上海分公司丙烯腈催化劑生產(chǎn)裝置的廢水建立分析方法。分析方法建立后，發(fā)現(xiàn)分析結(jié)果與外委第三方的檢測(cè)結(jié)果并不完全一致，經(jīng)過(guò)交流，產(chǎn)生偏差的原因有方法誤差、儀器誤差和試劑誤差，如表2所示。

2.1 儀器的影響

本單位采用的儀器為島津AA-6680型儀器，最低響應(yīng)值達(dá)到0.02mg/L左右;第三方單位采用的儀器為熱電S SERIES ICE型儀器，最低響應(yīng)值在0.05mg/L左右;兩種品牌的儀器在信號(hào)響應(yīng)上存在一定的偏差。

2.2 樣品性質(zhì)本身的影響因素

工業(yè)廢水具有渾濁、性質(zhì)不均一的特點(diǎn)，第三方采用的方法為搖勻樣品溶液后用移液管移取100ml，加入硝酸進(jìn)行消解后，轉(zhuǎn)移定容至100ml后作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。本單位采用搖勻樣品溶液后，稱(chēng)量50g樣品，加入硝酸進(jìn)行消解后，轉(zhuǎn)移定容至50ml后作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。這一方面是考慮到廢水樣品較為渾濁，移液管管口較細(xì)，容易堵塞或者大顆粒不溶物不易被采集到，而稱(chēng)量樣品則能較好地保證取樣的代表性。另一方面是稱(chēng)量步驟相對(duì)簡(jiǎn)單，能加快樣品分析的速度。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的影響

本單位、第三方的標(biāo)準(zhǔn)溶液均是購(gòu)買(mǎi)的有資質(zhì)的廠家提供的，雖然都是符合標(biāo)準(zhǔn)的1000mg/L含鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液，出廠時(shí)濃度也有一定的偏差。這就導(dǎo)致不同廠家或者同一廠家的不同批次含鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液之間是存在一定偏差的。同時(shí)，在測(cè)試過(guò)程中使用的低濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，均為各個(gè)單位獨(dú)立配置的。不同測(cè)試人員在配置過(guò)程中會(huì)存在一定的操作誤差，標(biāo)準(zhǔn)溶液的差別和操作人員的操作誤差也會(huì)導(dǎo)致同一個(gè)樣品由不同單位檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果存在一定的偏差。表2中所示，在第三方儀器上，采用第三方標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制曲線(xiàn)檢測(cè)本單位0.5mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液，檢測(cè)結(jié)果為0.548mg/L，相對(duì)偏差為9.6%，這在低濃度儀器分析上是認(rèn)可的，同時(shí)也表明本單位配置的0.5mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液是正確的。

2.4 分析方法的影響

第三方則嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)方法進(jìn)行測(cè)量，選擇配置1mg/L、2mg/L、5mg/L的含鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選擇的儀器工作參數(shù)，測(cè)量每份溶液的吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。而本單位選擇配置0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L的含鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選擇的儀器工作參數(shù)，測(cè)量每份溶液的吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

第三方這樣選擇的依據(jù)是國(guó)標(biāo)方法，但是現(xiàn)行的國(guó)標(biāo)為1989年發(fā)布執(zhí)行的，年代已經(jīng)很久遠(yuǎn)了，并且國(guó)標(biāo)方法的最低檢出濃度為0.05mg/L，然而上海市要求污水中鎳含量<0.1mg/L，屬于非常低的濃度范圍。在鎳含量為0.05mg/L～0.1mg/L時(shí)，國(guó)標(biāo)方法能檢出，但是定量存在較大誤差，第三方的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)已經(jīng)明顯不適合低鎳含量樣品溶液。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

按照試驗(yàn)方法對(duì)鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行測(cè)定，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，結(jié)果如圖1所示。鎳在質(zhì)量濃度為0.1～0.2mg/L的范圍內(nèi)與原子吸收信號(hào)值呈線(xiàn)性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.9977。

2.6 方法的對(duì)比

為了驗(yàn)證方法的可靠性，將工業(yè)廢水樣品用ICP方法分析，和上述所討論后采用的原子吸收兩種不同的方法進(jìn)行測(cè)試，并將分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果如表3所示。從表3中可以看出，用兩種不同的方法所得數(shù)據(jù)相差很小。但是采用ICP檢測(cè)，不同元素之間的干擾較大，并且ICP儀器操作也比原子吸收儀器要復(fù)雜、繁瑣。因此，本單位采用原子吸收方法進(jìn)行檢測(cè)，可以提高分析速度以及勞動(dòng)效率。

2.7 重現(xiàn)性試驗(yàn)

為了驗(yàn)證分析方法結(jié)果的重現(xiàn)性，將車(chē)間生產(chǎn)污水樣品放置一周后，再次采用ICP方法和原子吸收方法進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表4所示。兩次測(cè)定結(jié)果相差很小，證實(shí)了分析方法具有較好的重現(xiàn)性。

3 結(jié)語(yǔ)

采用原子吸收方法，并在選定儀器條件下對(duì)工業(yè)污水鎳含量進(jìn)行了分析，與第三方結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，并分析了誤差產(chǎn)生的原因。

將原子吸收方法與ICP方法進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了分析方法的準(zhǔn)確性。

重復(fù)測(cè)定同一樣品后，分析結(jié)果相差很小，驗(yàn)證了分析方法的重現(xiàn)性。

參考文獻(xiàn)

[1] 張青蓮.無(wú)機(jī)化學(xué)叢書(shū)[M].北京：科學(xué)出版社，1987.

[2] 周濟(jì)桂，魏春山，喇萬(wàn)英.臨床微量元素[M].石家莊：河北科學(xué)技術(shù)出版社，1994.

[3] 陳清，盧國(guó)程.微量元素與人體健康[M].北京：北京大學(xué)出版社，1989.