ICP-AES法测定工业含银污水中银量

李 娜，李 晖，张健康，白英丽，秦雅男

（1.西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司，宁夏 石嘴山 753000；2.稀有金属特种材料国家重点实验室，宁夏 石嘴山 753000）

银离子被列为最具毒性的重金属离子之一，对环境以及人类的生命健康造成严重威胁［1］，国家现行污水综合排放标准将其划分为一类污染物，要求可排放污水中总银量小于0.5 mg／L［2］。因此，工业含银污水的检测数据一直为环保部门重点关注。

目前工业含银污水排放水的水质检验，采用标准方法为火焰原子吸收分光光度法［3］及镉试剂2B分光光度法［4］，另外，还可检索到ICP-MS法的相关应用［5］。而随着银产业进展，含银污水排放量增大，其原水浓度在生产高峰期波动较大且成分复杂，对此，需要一种线性范围宽、抗干扰能力强，且能同时兼顾时效性的分析方法，对工业含银污水原水及排放水进行实时监控，ICP-AES法具备此应用优势。

试验通过对工业含银污水不同水样预处理方法试验讨论，共存元素干扰及分析方法酸度影响等试验，确定了含银污水中银量测定的ICP-AES法，满足工业含银污水处理工艺过程中分析检测需求。

1 试验部分

1.1 主要仪器与试剂

仪器：Agilent 5110电感耦合等离子体原子发射光仪器，美国安捷伦科技公司制。

Ag标准储备溶液：1 000μg／mL，国家钢铁材料测试中心产。

硝酸：优级纯。

试验用水为二次交换去离子水。

1.2 仪器工作参数

设备运行参数见表1。

表1 仪器工作参数

1.3 样品的预处理

将现采集的工业含银污水（原水或排放水）采用中速定量滤纸过滤，准确移取两份20.00 mL水样，置于150 mL烧杯中，加入1mL硝酸，放置于150～200℃低温电热板蒸干，取下冷却，加入1 mL硝酸浸取，定容于20 mL具塞刻度管，混匀，待测。将制备溶液于Agilent 5110电感耦合等离子体原子发射光谱仪进样测定。随同试样做空白试验。

若所得Ag量超出标准曲线范围，需稀释测定。

1.4 标准曲线绘制

将Ag元素标准储备溶液（1 000μg／mL）逐级稀释至所需配制标准溶液系列。此标准溶液系列以5%体积分数硝酸为介质，Ag元素的质量-体积浓度见表2。

表2 Ag标准溶液系列 μg／mL

2 结果与讨论

2.1 试样预处理

检测采集的环境水样，尤其是原水，其组成可能较为复杂，因此，在对所采集水样进行正式分析测定前，有必要对水样作适当前处理。工业含银污水往往伴有有机物及悬浮物［6］，需进行过滤、酸化、蒸干、浸取等步骤。试验选取原水及排放水两种不同含量样本对比过滤及蒸干处理结果，数据见表3。

表3 试样预处理试验 μg／mL

由表3可见，过滤步骤对工业含银污水排放水影响不大，但对原水测定影响很大，表明该步骤不会造成溶液中银离子量损失，且可排除原水中悬浮颗粒吸附银沉淀物而引起的测定误差；蒸干步骤对原水及排放水测定值均有一定程度的影响，是因为去除了有机物干扰，消除试验误差。所以，过滤及蒸干步骤虽然影响分析效率，却必不可少。试验采用20.00 mL水样，于150～200℃蒸干，可较大程度提高分析效率。

2.2 共存元素干扰试验

工业含银污水随同自来水排放，再引入污水处理工艺流程，其组成当中，Ag的共存元素主要为Ca、Mg、Fe。通过对日常水样样本进行定性分析，可得到水样中Ca、Mg、Fe最大浓度，Ca大约为35μg／mL，Mg大约为25μg／mL，Fe大约为10μg／mL。试验于Ag量为1μg／mL（相当于日常检测样本近似浓度）具塞刻度管中，分别加入Ca、Mg、Fe元素标准溶液，使各 元 素 共存量Ca等于35 μg／mL，Mg等 于25μg／mL，Fe等于10μg／mL，在最大共存量下，以加标回收试验数据考察各元素对Ag的测定干扰情况。数据见表4。

表4 共存元素干扰试验

表4结果证明：在以上三种元素最大共存量条件下，Ag量的回收率均接近于100%，可见其测定干扰程度微弱。因此，水样中各共存元素对Ag量测定干扰因素可排除。

2.3 试验酸度影响

由于银离子存在，本法只能使用硝酸体系。试验分别于1μg／mL Ag量标准溶液中，分别加入体积分数为：1%、3%、5%、7%、10%的硝酸溶液，计算在不同体积分数硝酸溶液中Ag量测定回收率。数据见表5。

表5 酸度影响试验

表5数据说明，硝酸体积分数小于或等于10%，Ag量回收率均大于95%，表明酸效应影响较小。本法折中选择测定酸度为5%体积分数硝酸。

2.4 方法准确度验证

在不同排污峰段现场采集低、中、高含量三种工业含银污水试样，加入相近量的Ag标准溶液，采用加标回收率试验数据验证方法准确度，见表6。

由表6可见，不同排污峰段产生低、中、高含量三种工业含银污水试样银量为0.079～2.10μg／mL，试验加标回收率为96.0%～103.0%，说明方法准确度可靠。

表6 方法准确度验证试验

2.5 方法精密度验证

在不同排污峰段现场采集工业含银污水原水及排放水试样，同时处理过后，准确移取11份20.00 mL平行试液于150 mL烧杯，采用1.3试验步骤进行样品预处理后，于电感耦合等离子体原子发射光谱仪进样测定，统计11组测定数据相对标准偏差验证方法准确度，数据见表7。

表7 方法精密度试验（n＝11）

表7表明，本法测定0.080～2.75μg／mL银量试样，测定相对标准偏差（n＝11）在2.25%～4.49%之间，方法精密度良好。

2.6 检出限及定量下限

对本法采用试剂空白溶液连续测定11次，以3倍标准偏差对应的质量-体积浓度计算方法的检出限，以10倍标准偏差对应的质量-体积浓度计算方法的定量下限，结果见表8。本法测定Ag元素检出限为0.001 0μg／mL，定量下限为0.003 0μg／mL。

表8 方法检出限及定量下限 μg／mL

2.7 对比试验

在不同排污峰段现场采集低、中、高含量三种工业含银污水试样，同时处理过后，分别采用本法与火焰原子吸收分光光度法测定，检验测定结果的一致性。不同方法测定数据见表9。

表9 方法对比试验结果 μg／mL

表9表明，三种不同工业含银污水试样采用本法与火焰原子吸收分光光度法测定结果一致，证明本法结果可靠。

3 结 论

本文经过试验比较，确定工业含银污水原水及排放水的前处理方法，并试验排除共存元素干扰及酸效应问题，建立了ICP-AES法测定工业含银污水中银量的分析方法。该方法操作简便、易于控制、快速准确，同时具备检出限低，准确度和精密度高等优点，对银工业污染引起的环境保护、环境治理工作有积极的促进作用，具备良好的推广应用价值。