浅析工业废水铅元素测定前处理方法研究

（山东省济宁市生态环境局济宁市环境评审中心，山东 济宁 272100）

1 铅元素对生态环境的影响

自然界中的铅元素主要呈现为化合物状态，当工厂排放的工业废弃物中铅含量过高时，在正常情况下难以通过自然环境进行分解，留存铅元素进入工厂周边水源，成为了重金属污染源。铅元素进入生物体后会主动与酶中的蛋白分子结合，当铅元素含量过高时，所结合酶活性会逐渐丧失，破坏人体的健康。高含铅量食物摄入人体会导致造血系统、神经系统、肾脏衰竭以及细胞中蛋白分子活性退化，引发一系列肾脏疾病。

2 水环境中铅元素测定方法及影响因素

常见工业废弃物中NaCl所占比重较大，对废水样品的检测会产生一定影响。由于工业废水中铅元素所占比重过低，难以直接采样。石墨炉法通常用于分离和富集工业废水样品中的铅含量，帮助提升铅元素测定结果精确度。分离和富集方式可借助以下因素进行判定：①浓缩倍数是否符合要求，是否满足测量需要；②待测元素是否可以定量回收；③分离富集次数过多会降低样品检测的精确程度，为了提高检测效率，可选用一次性检测的原子吸收法。

2.1 共沉淀法

试验过程中选取合适的共沉淀剂添加至待检样本中，所添加试剂不得对待检测元素造成干扰，并有效控制沉淀剂纯度。例如，将CuSO4溶液添加到2L～20L水样品中，缓慢加入4mL 2mol/LNa2S溶液并搅拌，待CuS析出沉淀后，Pb2+,Cd2+等离子也将定量沉淀，收集共沉淀物并通过石墨炉技术定量。

2.2 活性炭吸附法

活性炭吸附作用主要为以下几种：①该方法吸附效果易受待检测离子化学性质和溶液PH影响。②活性炭可吸附胶体硫化物。③引入有机螯合剂和金属中的疏水性螯合物反应，促进活性炭的吸附。

2.3 离子交换法

离子交换法通常使用树脂填充柱进行动态交换吸附，然后使用洗脱液进行洗脱。实际检测中常用Chelex-100,DowcolA-1,401型等。

2.4 巯基棉吸着法

该方法具有制备简单，成本低，操作简易等特点，避免了水样在运输和保存过程中产生的污染，但是稳定性差且易于在浓酸或碱溶液中水解。

2.5 液一液萃取法

该方法适用于批量样品分析，但富集率不高。为了改善提取效果，混合萃取剂的使用程度可适量增加。现有供参考体系包括等。

由于APDC系统试剂在硝酸和亚硝酸盐中易分解，弱碱性环境下(PH为8.5～9.5)，铅离子与双硫腙(H2Dz)反应呈红色，分离样品可添加醋酸正丁酯，反萃取可加入硝酸溶液。操作如下所示：

（1）试验设备

原子吸收分光光度计，试剂：优级以上等效纯水。

（2）溶液制备

①双硫腙一醋酸正丁酯萃取使用液（1.0g/L），量取醋酸正丁酯溶液，加入双硫腙调至溶度为1.0g/L，所得溶液至于棕色玻璃瓶中，为保障检测精度，所用试剂应控制纯度。②盐酸羟胺溶液(100g/L)，量取盐酸羟胺(NH2OH·HCl)，加入水调至溶度为100g/L，稀释至100Ml。③柠檬酸三铵溶液(500g/L)，量取柠檬酸三铵（(NH4)3C6H5O7），加入水调至溶度为500g/L，稀释至100ML后置于于聚乙烯瓶中。④百里酚蓝指示液，量取百里酚蓝，加入95%乙醇溶液，比例为1:1，溶解后置于棕色滴瓶。⑤纯氨水溶液。⑥硝酸溶液（ρ=1.42g/mL）；硝酸溶液制取比例为1：99。⑦铅标准贮备溶液100mg/L；铅标准溶液为10.0mg/L、铅标准使用液1.00mg/L(均用于硝酸溶液定容)。

（3）样品富集分离和石墨炉法测定

使用分液漏量取6组100mL无铅纯水，将其分别编号后依次加入0，10，20，50，100，150μL铅标准使用溶液，6组纯水浓度依次提高。在样品中添加上述2、3、4三组溶液，滴加氨水观察现象，当溶液呈蓝绿色时停止。待检样品中分别加入上述1组溶液，待溶液分层后用无铅纯水洗涤，溶液分层后将硝酸反萃取液收集于聚乙烯瓶。

（4）工业废水样品分析

将等量的100 mL工业废水样本置于150 mL锥形分液漏斗中，依次采取上述步骤分离后开始检测。

（5）试验结果整理

萃取条件选取：①螯合剂，萃取过程中添加的螯合剂需与待分离元素形成稳定螯合物。为帮助萃取所需螯合物，萃取过程中可添加双硫腙，使待测样品在合理PH值溶剂中与铅离子结合并形成稳定螯合物。②萃取溶剂，所选萃取溶剂主要用于提升被萃取螯合物的溶解度，要求萃取溶液加入水后出现明显分层。为保证试验安全，萃取过程中萃取溶剂挥发性与毒性不得超过规定范围。本文试验所使用醋酸正丁酯均满足上述要求。③溶液酸度的选取，检测前需参照待测金属离子化学性质对溶液酸碱度进行筛选。适宜的溶液酸碱度可有效提升待萃取金属离子的分配比，进而提升检测精度。当溶液酸度低于一定限值时会引起金属离子的水铝反应，干扰试验。结果表明，溶液PH在8.5～9.5范围内时萃取效果较好。④干扰及消除，调节溶液酸度用以分离待测组和干扰组成分，当调节酸度不能完全消除干扰成分时可选取适宜掩蔽剂加入样本。例如：引入柠檬酸三铵作为掩蔽剂，该溶液络合能力在较大PH范围内都有着很强的效果。在碱性溶液中引入柠檬酸三铵可以避免镁、铝、钙等金属阳离子形成氢氧化物沉淀。

收集整理试验结果测得线性回归方程为：Pb(ug/L)=5.232An-0.021；r=0.9997；检出限为 ：0.10ug/L试验结果该方法可满足工业废水检测需求。

3 总结

铅元素检测前需对其进行分离和富集，本文论述了“H2Dz-醋酸正丁酯萃取-HNO3反萃取前处理体系”方法，所得试验结果表明该检测方法适用于废水中铅元素处理，为重金属元素处理提供参考。