邱明芳

（中測(cè)通標(biāo)(廈門)檢測(cè)技術(shù)有限公司，福建 廈門 361000）

在工業(yè)生產(chǎn)中，各類工業(yè)企業(yè)其自身將會(huì)產(chǎn)生一定的工業(yè)廢水。作為必然存在的一項(xiàng)污染因素，工業(yè)廢水包含了多種重金屬污染物。這些重金屬污染物在排放過程中，如不有效處理，將通過滲透機(jī)制，對(duì)地下水以及農(nóng)作物、土地等形成污染，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重的威脅。其中，Cr、Pb、Cu、Ni等重金屬超標(biāo)將會(huì)導(dǎo)致人體產(chǎn)生病變，甚至發(fā)展為癌癥，導(dǎo)致受感染群眾痛苦死亡。經(jīng)后續(xù)調(diào)查得知，要想對(duì)工業(yè)廢水重金屬進(jìn)行有效處理，就需要通過分析方法對(duì)工業(yè)廢水的含量進(jìn)行測(cè)定，以明確得知工業(yè)廢水中到底包含了多少種重金屬以及重金屬是否能夠達(dá)到我國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 相關(guān)試驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

在研究過程中，分析相關(guān)的實(shí)驗(yàn)原理，可以得知原子吸收分光光度法可以通過金屬鹽溶液，并對(duì)溶液進(jìn)行霧化處理。將其引入原子化器中，將火焰溫度設(shè)定為2000k至3000K，并在高溫下成為金屬離子蒸汽。且根據(jù)整個(gè)金屬離子蒸汽進(jìn)行分析，將其吸光度A以及相關(guān)的金屬原子蒸汽濃度N進(jìn)行關(guān)系設(shè)定，以比格定律進(jìn)行設(shè)定。在固定的實(shí)驗(yàn)條件下，其金屬原子蒸汽濃度N以及溶液中金屬離子濃度C可以實(shí)現(xiàn)正向相比的關(guān)系，如以下公式所示：

1.2 相關(guān)儀器

在實(shí)驗(yàn)過程中，為了保障整個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)、有效，因此在分光光度法測(cè)量中，本文將擬定TAS-990AFG火焰原子吸收分光光度計(jì)，對(duì)各重金元素進(jìn)行測(cè)量。各金屬元素包含Cr元素、Cu元素、Ni元素、Pb元素等。

1.3 工業(yè)廢水的水樣標(biāo)本采集

為了更好的對(duì)工業(yè)廢水排放后重金屬的含量進(jìn)行分析測(cè)定，本文將擬定某采樣地點(diǎn)為工業(yè)廢水排放的河流。在采集過程中，分三次采集，分別為上午9:00、中午11:00、下午5:00。在采集前，對(duì)采樣瓶進(jìn)行清洗，隨后在硝酸溶液中浸泡24小時(shí)。在采樣前提前使用去離子水洗凈，采樣過程中將整個(gè)采樣瓶浸入支流中采樣40cm，1000mL。采樣完畢后，立即進(jìn)行水樣處理，使用濃硝酸酸化，保證水量的pH值在1～2之間，并將三次采集水樣進(jìn)行混合。最后，用量筒量取100mL的混合水樣[1]加5mL濃硝酸，將二者混合隨后進(jìn)行加熱。需要注意的是，加熱需要禁止其沸騰，待水樣消解至10mL左右，再加濃硝酸以及高氯酸，分別為5mL、2mL。隨后，繼續(xù)消解至1mL左右，隨后使用去離子水溶解整個(gè)殘?jiān)?。用中速濾紙過濾至容量瓶中，容量瓶的容量為100mL，隨后用去離子水稀釋至刻度。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液的有效配制

1.4.1 Cd、Cu、Ni標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

在標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制中，可以采取Cr、Cu、Ni光譜純重金屬0.1000g。隨后，在配制過程中，將其加入1:1硝酸溶液10mL，待完全混合后，將其轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶使用去離子水稀釋之1L，保持金屬離子濃度為0.1mg/mL。

1.4.2 Pb標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

在配制過程中，稱取0.1585g硝酸鉛（光譜純），并加入10mL/5%的硝酸溶液，待其完全溶解，轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶使用去離子水稀釋至1L，保證整個(gè)鉛離子的濃度為0.1mg/mL，并將其儲(chǔ)存在瓶中待用。

1.4.3 Cr標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

在稱取0.2829g重鉻酸鉀（基準(zhǔn)試劑），使用少量去離子水進(jìn)行溶解，并將其轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶[2]稀釋至刻度保證鉻離子濃度為0.1mg/mL。

1.5 所選儀器的整個(gè)工作表

在所選儀器的工作表中，詳見表1。

表1 TAS-990AFG火焰原子吸收分光光度計(jì)工作條件概覽

2 重金屬基本特征

2.1 Cd

作為一種有色重金屬，“鎘”的化學(xué)符號(hào)為Cd，其占據(jù)原子序數(shù)48位。“鎘”于1817年被發(fā)現(xiàn)，是一種吸收中子的優(yōu)良金屬。因此，其可以在電池中能夠廣泛使用。此外，“鎘”的硫化物顏色鮮明，通常被用制作為鎘黃顏料[3]?！版k”作為副產(chǎn)品，其在鋅礦石或硫鎘礦中有效提煉。其可以保護(hù)其他金屬免受腐蝕以及損壞，如電鍍鋼鐵制品等其他合金。在2009年7月23日，各被列入有害水污染物名錄?！版k”具有明顯的生物毒性，攝入過量的“鎘”會(huì)對(duì)呼吸道產(chǎn)生嚴(yán)重刺激。此外，若對(duì)象長(zhǎng)期暴露在“鎘”環(huán)境中，將會(huì)導(dǎo)致嗅覺喪失。對(duì)腎臟損害最為明顯，亦有可能導(dǎo)致骨質(zhì)疏松以及軟化。

2.2 Cr

鉻的化學(xué)符號(hào)為Cr，原子序數(shù)為24。鉻的化合物均有顏色，鉻是自然界中硬度最大的金屬，其主要存在于鉻鉛礦中。鉻是人體必備的微量元素之一，其在維持人體健康方面具有關(guān)鍵作用。鉻雖然作為人體必備的微量元素之一，但是過量的攝入鉻將會(huì)導(dǎo)致人體處于高鉻狀態(tài)。會(huì)產(chǎn)生一定的六價(jià)鉻毒性，具有一定的致癌因素。因此，在鉻的分析中，需要對(duì)工業(yè)廢水中的鉻進(jìn)行有效控制，以防止其滲入地下水，導(dǎo)致我國(guó)居民攝入鉻超標(biāo)。

2.3 Cu

銅的化學(xué)符號(hào)為Cu，原子序數(shù)29。銅的基礎(chǔ)延展性好，導(dǎo)熱性以及導(dǎo)電性較高。因此，在電纜、電器當(dāng)中，是必不可少的基礎(chǔ)材料之一。銅自身的特性，亦可以合成眾多合金。銅可以數(shù)次回收，其擁有良好的耐用性。雖然與鉻類似，同也是人體必備的微量元素之一，但如果過量補(bǔ)充銅，對(duì)于孕婦而言，將會(huì)產(chǎn)生胎兒畸變的可能性[4]。

2.4 Pb

鉛的化學(xué)符號(hào)為Pb，原子序數(shù)為82。鉛作為一種應(yīng)用極為廣泛的金屬，其具有熔點(diǎn)低、X線以及y射線不易穿透、塑性好的優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于我國(guó)化工生產(chǎn)以及民生領(lǐng)域。在2019年7月23日，鉛被列為有毒有害水污染名錄。鉛是三大重金屬污染物之一，在進(jìn)入人體后，會(huì)對(duì)機(jī)體的血液系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害，對(duì)于正在成長(zhǎng)發(fā)育中的兒童將會(huì)產(chǎn)生智力的降低，且難以逆轉(zhuǎn)。

2.5 Ni

鎳于1575年被發(fā)現(xiàn)，其化學(xué)符號(hào)為Ni，是一種硬且柔韌性較好的銀白色金屬原子，序數(shù)為28。鎳具有良好的耐腐蝕性，可以用作整個(gè)金屬鍍層以及金屬合金。

3 結(jié)果與討論

3.1 分析方法

對(duì)相關(guān)水樣進(jìn)行分析測(cè)定，其整體結(jié)果如表2所示。

表2 分析方法的精密度測(cè)定結(jié)果

3.2 水中重金屬測(cè)定總結(jié)果分析

其水中重金屬水樣測(cè)定結(jié)果分析，詳見表3。

表3 水中重金屬總量測(cè)定分析

根據(jù)我國(guó)相關(guān)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，各金屬濃度的排放結(jié)果如下所示。其中，鎘的最高容許排放濃度為0.1mg/L、鉻則為1.5mg/L、鉛為1.0mg/L、鎳為1.0mg/L、銅為1.0mg/L。因此，在經(jīng)過原子吸收分光光度法測(cè)工業(yè)廢水中重金屬含量的方法研究中，可以得知在測(cè)量過程中，其除鎳未超出我國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)外，另外其他各金屬的含量均超出最高允許排放量。如不有效處理，將會(huì)導(dǎo)致我國(guó)環(huán)境污染治理機(jī)制執(zhí)行不力。此外，其各金屬經(jīng)滲透，亦會(huì)對(duì)河流、地下水、農(nóng)作物、土地等產(chǎn)生危害。

隨著我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的集中發(fā)展，在對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域起到明顯的支撐效果時(shí)，我國(guó)的環(huán)境保護(hù)問題也引起了我國(guó)群眾的重點(diǎn)關(guān)注。在工業(yè)領(lǐng)域，其工業(yè)生產(chǎn)必然會(huì)產(chǎn)生工業(yè)廢水，而對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行處理，需要對(duì)工業(yè)廢水中的重金屬含量進(jìn)行分析?？梢酝ㄟ^合理有效的方法，對(duì)工業(yè)廢水中的重金屬含量進(jìn)行檢測(cè)，并得知其重金屬的處理方案。