工业废水中金属离子的测定

郭崇田

【摘要】工业的高度发展，大量的工业废水不断排放到大自然当中，造成了大自然水的污染，影响到人们的健康，所以废水中的离子测定就成为了一个十分重要的问题，本文对工业废水中的金属离子的测定进行了研究。

【关键词】工业废水，金属离子，测定

【中图分类号】X703 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0212-01

随着城市和工业的不断发展，大量的城市生活污水和工业废水排放水体，造成了大自然的水污染；水污染物可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要指Hg、Cr、cu、zn、cd、Ph、Ni等金属的离子和F-、NO-2等阴离子，一般它们具有毒性、不能被生物降解、能在生物体内积累，对生物产生很大的危害。然而，造成水体污染的原因很多，主要有；各种城市生活污水，工业生产排放的废水，农业灌溉排水，工业生产排放的烟尘被雨水淋洗或直接沉降而流入水体，雨水将地表上的废物冲刷、或使固体废物中有害物质溶解而流入水体等现象都对水体造成污染。其中，工业废水对水体环境的影响较大，化工、洗煤、制药、造纸、冶金、选矿等工业的排水会造成水体变色、变浊，使水体中悬浮物、重金属、氰、油、酚等污染因子超标。本文主要对工业废水中的金属离子测定进行了介绍。

水体中的金属元素有些是人体健康必须的常量元素和微量元素，有些是有害于人体健康的，如汞、铅、镉、铜、铬、锌、砷、钒、镍、钡等。受“三废”污染的地面水和工业污水中有害金属化合物的含量往往明显增加。有害物质侵入人体的肌体后，将会使某些酶失去活性而使人体出现不同程度的中毒症状。测定水体中金属元素广泛采用的方法有原子吸收分光光度法、分光光度法、容量法。主要离子的测定主要有以下几种。

1、汞的测定：汞及其化合物属于剧毒物质，无机盐中以氯化汞毒性最大，有机汞以甲基汞、乙基汞毒性最大。汞是唯一一个常温下呈液态的金属，易挥发进入人体呼吸道，亦可为皮肤吸收，造成汞中毒。水体中的微量汞可经食物链成百万倍的富集，引发“水俣病”。天然水中含汞极少，一般不超过0.1μg/L。我国饮用水标准限值为0.001mg/L。汞的最低检出浓度为2μg/L，测定上限40μg/L。方法适用于工业污水和受汞污染的地面水的监测。

测定方法：冷原子吸收法、双硫腙分光光度法

2、铅的测定

铅是可在人体和动植物组织中蓄积的有毒金属，其主要毒性效应是导致贫血、神经机能失调和肾损伤等。铅对水生生物的安全浓度为0.16mg/L。铅的主要污染源是蓄电池、冶炼、五金、机械、涂料和电镀工业等部门的排放污水。

测定方法：测定水体中铅的方法与测定镉的方法相同。广泛采用原子吸收分光光度法和双硫腙分光光度法，也可以用阳极溶出伏安法和示波极谱法。双硫腙分光光度法基于在pH8.5-9.5的氨性柠檬酸盐一氰化物的还原介质中，铅与双硫腙反应生成红色螯合物，用三氯甲烷（或四氯化碳）萃取后于510nm波长处比色测定。测定时，要特别注意器皿、试剂及去离子水是否含痕量铅，这是能否获得准确结果的关键。Bi3+、Sn2+等干扰测定，可预先在pH2--3时用双硫腙三氯甲烷溶萃取分离。为防止双硫腙被一些氧化物质如Fe3+等氧化，在氨性介质中加入了盐酸羟胺。

3、镉的测定：镉在浓度很低的情况下都具有很强的毒性，可在人体的肝、肾等组织中蓄积，造成各脏器组织的损坏，尤以对肾脏损害最为明显。还可以导致骨质疏松和软化。镉在土壤和岩石中的自然存在，通常情况下与锌及其化合物共存。绝大多数淡水的含镉量低于1μg/L，海水中镉的平均浓度为0.15μg/L_。镉的主要污染源是电镀、采矿、冶炼、染料、电池和化学工业等排放的污水。

测定方法：（测定镉、铜、铅、锌等元素时）直接火焰原子吸收分光光度法（适用于污水和受污染的水）萃取或离子交换法富集FAAS（适用于清洁水）石墨AAS储用于清洁水，其测定灵敏度高于前两种方法，但基体干扰较火焰原子化法严重）

A、直接吸入FAAS测定镉（铜、铅、锌）清洁水样可不经预处理直接测定；污染的地面水和污水需用硝酸或硝酸一高氯酸消解，并进行过滤、定容。定量分析方法：标准曲线法、标准加入法

B、双硫腙分光光度法

原理：方法基于在强碱性介质中，镉离子与双硫腙生成红色螯合物，用三氯甲烷萃取分离后，于518nm处测其吸光度，与标准溶液比较定量。干扰情况：水样中含铅20mg/L、锌30mg/L、铜40mg/L、锰和铁4mg/L，不干扰测定，镁离子浓度达20mg/L时，需多加酒石酸钾钠掩蔽。本方法适用于受镉污染的天然水和污水中镉的测定，测定前应对水样进行消解处理。

4、铬的测定

铬化合物的常见价态有Cr（Ⅲ）和Cr（W1），受水温、pH值、氧化还原物质、有机物等因素的影响，二者之间可以互相转化。铬的毒性与其存在价态有关。铬的工业污染源主要来自铬矿石加工、金属表面处理、皮革鞣制、印染。照相材料等行业的污水。铬是水质污染控制的一项重要指标。

（1）六价铬的测定在酸l生介质中，六价铬与二苯碳酰二肼（DPC）反应，生成紫红色络合物，于540nm波长处进行比色测定。本方法最低检出浓度0.004mg/L，使用10mm比色皿，测定上限为lmg/L。其测定要点如下：

对于清洁水样可直接测定对于色度不大的水样，可用以丙酮代替显色剂的空白水样作参比测定；对于浑浊、色度较深的水样，以氢氧化锌做共沉淀剂，调节溶液pH至8-9，此时Cr3+、Fe3+、Cu2+均形成沉淀被过滤除去；存在亚硫酸盐、二价铁等还原性物质和次氯酸盐等氧化性物质时，也应采取相应消除干扰措施。

（2）总铬的测定在酸性溶液中，首先，将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解，过量的亚硝酸钠用尿素分解；然后，加入二苯碳酰肼显色，于540nm处进行分光光度测定。其最低检出浓度同六价铬。清洁地面水可直接用高锰酸钾氧化后测定；水样中含大量有机物时，用硝酸一硫酸消解。硫酸亚铁铵滴定法：本法适用于总铬浓度大于Img/L的污水。其原理为在酸性介质中，以银盐作催化剂，用过硫酸铵将三价铬氧化成六价铬。加少量氯化钠并煮沸，除去过量的过硫酸铵和反应中产生的氯气。以苯基代邻氨基苯甲酸作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，至溶液呈亮绿色。

5、铜的测定

铜是人体所必须的微量元素，缺铜会发生贫血、腹泄等病症，但过量摄入铜亦会产生危害。铜对水生生物的危害较大，有人认为铜对鱼类的毒性浓度始于0.002mg/L，但一般认为水体含铜0.01mg/L对鱼类是安全的。铜对水生生物的毒性与其形态有关，游离铜离子的毒性比络合态铜大得多。世界范围内，淡水平均含铜3μg/L，海水平均含铜0.25μg/L。铜的主要污染源是电镀、冶炼、五金加工、矿山开采、石油化工和化学工业等部门排放的污水。

测定方法：二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法、新亚铜灵萃取分光光度法