工业废水中铅元素测定的前处理方法研究

王国军

（浙江天为企业评价咨询有限公司，浙江 杭州 310012）

1 铅元素对生态环境污染现状

自然状态下的含铅污染物是不能被生物降解的，作为主要的污染源，大量铅元素通过工业废水的不停累积排放进入江河海洋，加重江河海洋中重金属污染度。如今水产类食物在人们餐桌上不可或缺，江河海洋中的铅通过在水生物体内的积累被人体摄入。当生物体内铅元素达到一定累积量将会对生物生命造成危害。由此可见，监测工业废水中的铅污染迫在眉睫[1]。

2 水环境中铅元素测定方法及影响因素

由于工业废水中盐含量较大，容易对铅元素的测定造成干扰，因此通常选取石墨炉法对工业废水样品进行分离与富集后展开铅含量测定工作。分离与富集方式可通过下列主要因素进行确定：

①富集倍数是否达到要求，能否满足测定需要；②待测元素能否进行定量回收；③原子吸收法具有良好择取性，可用于一次性分离富集样本中铅元素。

以下将对几种在工业废水样品分析中常用的石墨炉原子吸收法进行综合论述。

（1）共沉淀法：痕量元素难溶化合物水溶液中离子超出溶度积，也会由于含量过低而加大沉淀收集难度。因此，需在样品中加入共沉淀剂，用于将待测金属化合物共沉淀并收集。共沉淀剂在使用过程中切忌影响之后工序中痕量元素分析测定，并注重共沉淀剂纯度，避免引起高试剂空白。此方法操作过程繁杂，干扰难以控制，易造成试剂空白且耗时过多。

（2）活性炭吸附法：活性炭有着表面积大、吸附力强的特点。用酸处理吸附金属活性炭之后，金属以离子形式释放到溶液中。活性炭吸附前处理方法操作简单，富集倍数高，但是检测过程中会有痕量杂质留存于活性炭中。

（3）离子交换法：离子交换法常利用树脂装柱进行动态交换吸附，之后选用淋洗液进行洗脱。含有不同交换基因的离子交换剂可分为：阳离子交换剂、阴离子交换剂与螯合离子交换剂。螯合离子树脂交换剂是实际化学分析中应用较广泛的一种，例如型等螯合树脂。

（4）液一液萃取法液一液萃取法能在清除基体盐类干扰的同时进行待测元素的富集。将有机相的金属反萃取到水相后开始石墨炉测定。液-液萃取的核心是择取适宜萃取剂与萃取溶剂。为了能够同时萃取并提高择取性与萃取的效果，混合萃取剂应用程度开始增加。现有供参考体系有：等。

由于工业废水中铅元素通常在弱碱性(PH约8．5～9．5)环境下与双硫腙(H2Dz)反应，反应后生成红色螯合物，经醋酸正丁酯萃取分离后可用硝酸溶液进行反萃取。因此工业废水中铅元素测定可采用H2Dz-醋酸正丁酯萃取-HNO3反萃取前处理体系进行，具体操作如下：

(1)试验试剂：试验过程用水均为等效纯水，试剂等级优级以上，设备选用原子吸收分光光度计。

(2)溶液制备：①双硫腙一醋酸正丁酯萃取使用液（1.0g/L）称取0．1g双硫腙溶于100mL醋酸正丁酯中，待其充分溶解后贮存于棕色试剂瓶中，避免强光照射。其中双硫腙及醋酸正丁酯制备时应先进行提纯。②盐酸羟胺溶液(100 g/L)称取10 g盐酸羟胺(NH2OH·HCl)溶于水中，稀释至100 Ml，可用1中溶液进行提纯。

③柠檬酸三铵溶液(500 g/L)称取50 g柠檬酸三铵(NH4)3C6H5O7溶于水中，稀释至100ML后存于聚乙烯瓶中，可用①中溶液进行提纯。④百里酚蓝指示液称取100g百里酚蓝溶于100 mL95%乙醇溶液中，采用棕色滴瓶装取。⑤纯氨水溶液⑥硝酸溶液（ρ=1.42 g/mL）;硝酸溶液由1：99比例制取。⑦铅标准贮备溶液100 mg/L;铅标准中间溶液10．0 mg/L、铅标准使用液1．00 mg/L(均用于硝酸溶液定容)。

（3）样品富集分离及石墨炉法测定：选取6个分液漏分别量取100 mL无铅纯水，分别加入0，10，20，50，100，150μL铅标准使用溶液，对应浓度分别为：0，0.1，0.2，0.5，1.0及1.5μg/L。六份样品中加入1.0mL柠檬酸三铵溶液、1．0mL盐酸羟胺溶液及3滴百里酚蓝指示液进行混匀。直至滴加氨水溶液至蓝绿色止。各加入10.0ml双硫腙溶液，振荡2min后静置分层，之后用5mL无铅纯水洗涤，加入0.4ml硝酸，振荡1 min后加入4.6mL无铅纯水，待溶液分层后将硝酸反萃取液收集于聚乙烯瓶中待测。

（4）工业废水样品分析：同样量取100mL工业废水样本于150mL锥形分液漏斗中，按上述步骤富集分离后待测[2]。

（5）试验结果整理：①螯合剂：为了提高萃取效率，需选用与被萃取的金属离子能够形成稳定的螯合物的螯合剂。本文当中选用为双硫腙。双硫腙为粉末状的紫黑色结晶，溶液呈现为绿色，不溶于水和酸，可溶于氨碱性水溶液和某些有机溶剂，在具有对应的PH值的溶剂中可与铅生成稳定的螯合物。②萃取溶剂：由于萃取效率与被萃取的螯合物在萃取溶剂中的溶解度成正比。为了便于操作进行，萃取溶液与水分层效果要求明显。本文试验所使用醋酸正丁酯可满足上述要求。③溶液酸度的选取：溶液酸度择取应根据所萃取的金属离子。一般情况下溶液酸度越低，被萃取的金属离子的分配比越大，萃取更易进行。通过试验分析得出，溶液在PH8.5-9.5的弱碱性的情况下萃取效果较佳。④干扰及消除：首先调节酸度将待测组分和干扰组分分离，从而进行有择取性的萃取。本文通过盐酸羟胺去还原可能存在的氧化性物质如三价铁等，避免双硫腙被氧化。

3 结语

工业废水样本中铅元素测定前需对其进行分离富集，在维持样品成分不变的同时有效分离出铅元素是检测方法的核心。本文在列举常用监测方的基础上通过试验论述了H2Dz-醋酸正丁酯萃取-HNO3反萃取前处理体系，试验结果验证了该方法的可行性，为工业废水样本中铅元素检测提供一定参考依据。

[1]姜秀艳,蔡隆九.工业废水中金属元素的测定[J].包钢科技,2003,29(b12):164-168.

[2]潘迎全,韩中豪,顾小珍,等.石墨炉原子吸收法测定工业废水中的铍[J].中国环境监测,1987(1):37-41.