酸性污水快速化验的方法

孙玉，陈宇

（吉林紫金铜业有限公司化验室，吉林珲春 133300）

在测硫酸厂污水时，采用电感耦合等离子体发射谱仪能够快速、准确、规范地测定出其中金属元素含量，可有效地节省时间、降低成本。硫酸厂的污水中含有硫酸，样品中pH 1～5或酸度40 g/L左右。本文选用的样本是随机采样，具有真实性和可靠性。

1 实验部分

1.1 仪器、原理及消除干扰

1.1.1 使用仪器

电感耦合等离子体放射光谱法，简称ICP-AES是以电感耦合等离子矩为激发光源的一类光谱分析方法。在国外ICP-AES已发展成为一种极为普遍、适用范围广的常规分析方法，并已广泛运用。由于ICP商品仪器的发展十分迅速并日趋完善，与其他分析技术如单道原子吸收光谱，X-射线荧光光谱法等相比，显示了较强的竞争力。

1.1.2 方法原理

高频发生器产生的交变电磁场，使通过等离子体火炬的氩气电离、加速并与其他氩原子碰撞，形成等离子体。过滤或消解处理过的样品经进样器中的雾化器被雾化，并由氩载气带入等离子体火炬中被原子化、电离、激发。不同元素的原子在激发或电离时可发射出特征光谱，特征光谱的的强弱与样品中原子浓度有关，与标准溶液进行比较，即可定量测定样品中各元素的含量。

1.1.3 消除干扰

ICP-AES法通常存在的干扰大致可分为两类:一类是光谱干扰（表1），主要包括了连续背景和谱线重叠干扰，另一类是非光谱干扰，主要包括了化学干扰、电离干扰、物理干扰及去溶剂干扰等，在实际分析过程中各类干扰很难截然分开。在一般情况下，必须予以补偿和校正。

物理干扰一般是由样品的粘滞程度及表面张力变化而致；尤其是当样品中含有大量可溶盐或样品酸度过高，都会对测定产生干扰。消除此类干扰最简单的方式是将样品稀释[3]。

基体元素的干扰:优化实验条件选择出最佳工作参数，无疑可以减少ICP-AES法的干扰效应，但由于废水成分复杂，大量元素和微量元素的差别很大，因此来自大量元素干扰不容忽视。

2.1.4 干扰校正

基体匹配法效果十分令人满意。此方法对于测定基体成分固定的样品，是理想的消除干扰的方法，但存在高纯试剂难于解决的问题，而且废水的基体成分变化莫测，在实际分析中，标准溶液的配制工作将是十分麻烦的；比较简便并且目前经常采用的方法是背景扣除法，进行人工扣除或计算机自动扣除。因此可依据所用仪器的性能及待测废水的成分选择适当的元素谱线和适当的修正干扰的方法予以消除。

表1 元素间干扰[1]

1.1.5 检出限

把20次以上全程空白值标准偏差的3倍作为方法的检出限。ICP-AES法一般地把元素检出限的5倍作为方法定量浓度的下限，其校准曲线有较大的线性范围，在多数情况下可达3-4个数量级，这就可以用同一条标准曲线同时分析样品中从痕量到较高浓度的各种元素。表2仪器的宜采用的元素特征谱线波长及检出限。

表2 测定元素波长及检出限

1.2 试验方法

1.2.1 方法适用范围

适用于硫酸厂污水中铜、铅、锌、砷、镉、镍、铁、锰、钠等金属元素。

1.2.2 实验所用试剂

国家标准溶液（铜、铅、锌、砷、镉、镍、铁、锰、钠等）；1.42 g/mL硝酸；氩气:纯度不低于99.99%；标液:单元素标液配制，先配制中间液，将标准溶液铜、锌、镉、镍、锰、钠稀释成0.10 mg/mL。将铅、砷、铁、稀释成0.50 mg/ml。稀释时，需补加一定量相应的酸，一般为10%硝酸。

多元素混合标准溶液的配制:为进行多元素同时测定，简化操作手续，必须根据元素间相互干扰的情况与标准溶液的性质，用单元素中间标准溶液，分别配制成多元素混合标准溶液。由于所用标准溶液的性质及仪器性能以及对样品待测项目的要求不同，元素分组情况也不尽相同[2]。混合标准溶液的酸度应尽量与待测样品溶液酸度一致，10%硝酸。标液浓度为表3。

表3 混合标液浓度[4]

1.2.3 实验样品处理

根据样品所测元素含量进行取样，加10%硝酸，定容摇匀[6]。将处理好的样品及空白溶液，使用电感耦合等离子体发射光谱仪进行检测。如果试样在测定之前进行了稀释，应将测定结果乘以一个相应的倍数。计算公式为:

式中，ρ为所测定的浓度（μg/ml）；V为所测定的体积(ml)；V0为所取样品的体积(ml)。

1.2.4 方法的精密度

对各类样品进行11次重复测定，各元素测定结果的相对标准偏差低于5.5%。

1.3 试验结果

1.3.1 分析结果比对

对样品进行多次测量对比，见表4。

1.3.2 加标回收试验

对多个样品进行加标回收实验，加标回收率均达到95%以上。并进行平行加标，空白加标，加入定量的标准物质，按样品的处理步骤分析。加标回收所得的结果既可以反应测试结果的准确度，也可以判断其精密度。样品加标回收实验，见表5。

表4 样品测量对比表单位（mg/L）

表5 样品回收实验数值表

2 结语

化验室每天都要面对企业的污水进行常规检测分析，周而复始的样品使化验任务艰巨。如果能够合理、准确、高效地进行检测分析，就会降低人力、物力、财力，为企业增加节约点，建立效益源。对硫酸厂水样的研究分析，经过人员比对，方法比对，加标回收等各种方法多次进行试验，准确度好、精密度佳。对检测过程时间长，人员的增加，物资的消耗等问题得到有效的解决，为企业降低成本，提高效益提供了有效方法和途径。