污水处理厂进出水中的汞含量分析

李奋强

（太原市城市排水监测站，山西 太原 030012）

引 言

汞是重金属污染中毒性最大的元素之一，也是我国实施排放总量控制的指标之一。人类生活过程中产生的污水，是水体的主要污染源，污水中汞的超标现象时有发生，所以，监督检测污水处理厂的水质汞含量就很有必要［1］。太原市市政污水处理厂日设计处理能力为20万m3，每日可处理污水约11万t，经过几年的运行，该厂处理的污水，出水水质均达到了国家一级A标准，可满足工矿企业用水和景观用水的水质要求。本文采用原子荧光法测定该污水处理厂进出水水样中的汞含量［2］，操作简便，干扰因素少，方法灵敏度高。

1 方法原理

经过预处理后的污水试样进入原子荧光仪，在酸性条件的硼氢化钾还原作用下，生成汞原子，基态汞原子受汞空心阴极灯发射光的激发产生原子荧光，在一定的测量条件下和适当的浓度范围内，其原子荧光强度与试液中的待测元素汞含量成正比。

2 实验仪器及试剂

实验仪器：AFS－3100双道原子荧光光度计，北京科创海光仪器有限公司；汞空心阴极灯；HH系列－6型恒温水浴锅，青岛聚创环保设备有限公司；分析天平，德国sartorius BSA223S；比色管、刻度管、移液管、容量瓶。

实验试剂：硼氢化钾，G.R，天津傲然精细化工研究所；氢氧化钠，A.R，天津市光复科技发展有限公司；硝酸，G.R，北京化工厂；盐酸，G.R，天津市化学试剂三厂；重铬酸钾，A.R，天津市光复科技发展有限公司；

汞标准贮备液，100mg／L，国家标准物质中心；

汞标准固定液：准确称取0.5g重铬酸钾溶于950mL水中，加入50mL硝酸，混匀，定容至1 000mL容量瓶中；

汞标准中间液：移取5.00mL汞标准贮备液于500mL容量瓶中，加入50mL盐酸，用汞标准固定液稀释至标线，混匀。

汞标准使用液：移取5.00mL汞标准中间液于500mL容量瓶中，加入50mL盐酸，用水稀释至标线，混匀，配制成10.0μg／L汞标准使用液。

盐酸－硝酸溶液：分别量取300mL盐酸和100mL硝酸，加入400mL水中，混匀。

还原剂溶液：称取0.5g氢氧化钠溶于100mL水中，加入1.0g硼氢化钾，摇匀，待用；

载流液：准确量取50mL盐酸，缓慢倒入950mL纯水中，搅匀，待用。

所有玻璃仪器使用前都必须经过硝酸溶液（1＋1）浸泡24h，然后用超纯水冲洗干净，晾干，备用。

3 测定方法

3.1 样品处理

量取5.0mL混匀后的污水处理厂进出水样品于10mL的比色管中，加入1mL盐酸－硝酸溶液，加塞混匀，置于恒温水浴装置沸水浴中加热消解1h，期间摇动1次～2次并开盖放气。冷却，用水稀释至标线，混匀，待测。

3.2 测定条件

根据实验情况可知，随着光电倍增管负高压的增大，待测元素汞的灵敏度可大大提高，但是噪声也随之相应增大，综合实际情况后确定负高压为280V，荧光强度随着灯电流的增大而增强，但考虑到荧光强度和汞空心阴极灯的使用寿命情况，本方法采用的的灯电流为30mA，具体仪器测量条件见表1。

表1 仪器测量条件

3.3 汞标准系列的配制

分别移取0、4.00、6.00、10.00、15.00、20.00mL汞标准使用液于100mL容量瓶中，分别加入10.0mL盐酸－硝酸溶液，用水稀释至标线，摇匀，此时，汞标准系列的质量浓度分别为 0、0.40、0.60、1.00、1.50、2.00μg／L。

3.4 汞标准曲线的绘制

根据表1的测量条件，以盐酸溶液为载流，硼氢化钾溶液为还原剂，浓度由低到高依次测定汞标准系列的原子荧光强度，以原子荧光强度为纵坐标，汞质量浓度为横坐标，绘制标准曲线。

3.5 汞水样的测定

按照与绘制标准曲线相同的条件测定水样的原子荧光强度，超过标准曲线最高浓度点的样品，对其消解液稀释后再进行测定，稀释倍数为f。

3.6 结果计算

水样中汞元素的质量浓度计算见式（1）。

式中，ρ为水样中待测元素的质量浓度，μg／L；ρ1为标准曲线上查得的水样中汞元素的质量浓度，μg／L；f为试样稀释倍数（水样若有稀释）；V1为分取后测定水样的定容体积，mL；V为分取水样的体积，mL。

4 实验结果

开机后设定好仪器工作条件，输人相关参数，预热30min，待仪器稳定后开始测量，用5%的盐酸溶液作为载流进样，直到读数稳定，转入标准系列测定，绘制标准工作曲线，然后再进行水样测定，标准曲线线性方程：If＝1 116.699×C＋4.717，线性相关系数r＝0.999 9，具体数值见表2。

表2 标准曲线及相关系数

采取每个季度不定期抽查检测污水处理厂进、出水水质的方式，2018年全年总共采集水样8个，分别是4个进水和4个出水，按照实验要求，水样中汞含量的测定结果见表3。

表3 水样中汞含量的测定结果

5 结论

原子荧光法测定污水水质中的汞含量是一种简便、快捷的方法，参考污水排入城镇下水道水质标准GB／T 31962－2015，汞作为污染物排入下水道的最大限值为5μg／L，理论上污水处理厂的进水汞含量也应该小于5μg／L。根据城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918－2002，汞作为一类污染物最高允许排放质量浓度为1μg／L，污水处理厂的出水汞含量也应当小于1μg／L。从表3可以看出，通过每个季度不定期抽查监督检查污水处理厂的进、出水水质，汞含量都在国家标准允许的范围之内，说明污水处理厂处于正常的运行状态。不定期的抽查检测可以发现汞污染现象的发生，也可为污水处理厂的运行提供参考数据。