污水重金屬檢驗(yàn)前處理方法的比較研究

鄭遠(yuǎn)偉

（海南中環(huán)能檢測(cè)技術(shù)有限公司，海南 ?？?571127）

水是人類和生物體賴以生存和發(fā)展必不可少的物質(zhì)。近年來，由于人類活動(dòng)，大量污染物排入水體，對(duì)水環(huán)境造成污染[1-2]。

目前，有關(guān)水中重金屬元素前處理的標(biāo)準(zhǔn)方法有多種。因此，本實(shí)驗(yàn)分別采用《水質(zhì) 金屬總量的消解 硝酸消解法》 （HJ 677-2013）[3]、《水質(zhì)銅、鋅、鉛、鎘的測(cè)定原子吸收分光光度法》 （GB 7475-87）[4]以及《水質(zhì) 鐵，錳的測(cè)定火焰原子吸收分光光度法》 （GB11911-89）[5]標(biāo)準(zhǔn)中的方法對(duì)污水樣品進(jìn)行前處理，并利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS） 對(duì)3種前處理污水中金屬元素 （Ba、Be、Cd、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn） 進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較分析，以期得到一種更簡(jiǎn)便、高效的污水中金屬元素前處理方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（日本島津ICPMS 2030）；電熱板 (萊伯泰科，EH45A-plus)；去離子水：電阻率>18.32；硝酸：GR（65%，默克）； 鹽酸：GR（廣州化學(xué)試劑廠）；高氯酸：GR（廣州化學(xué)試劑廠），過氧化氫：AR（30%，廣州化學(xué)試劑廠）；標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液100ug/L（GNM-M28339-2013） 含 28種金屬元素 （Ag，Al， As， Ba， Ca， Cd， Co， Cr， Cs， Cu， Fe，Ga，K，Li，Mg，Mn，Mo，Na，Ni，Pb，Rb，Se，Sn，Sr，V，W，Zn，Zr） 國家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心。

本實(shí)驗(yàn)中所用水均為去離子超級(jí)純水，使用的玻璃皿浸泡在10%硝酸溶液24h以上。

1.2 污水樣品的采集

于2019年9月，在海棠灣水質(zhì)凈化廠采集污水。采樣方法參照采樣規(guī)范《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T91-2002） 進(jìn)行，用500mL聚乙烯瓶采集，放在4℃冰箱里保存。采樣器皿使用前用10%稀硝酸浸泡24h以上，用去離子水清洗后，烘干備用。

1.3 污水前處理

分別采用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)金屬總量的消解硝酸消解法》（HJ 677-2013），以及國標(biāo)方法《水質(zhì)銅、鋅、鉛、鎘的測(cè)定原子吸收分光光度法》（GB 7475-87）和《水質(zhì)鐵，錳的測(cè)定火焰原子吸收分光光度法》（GB11911-89） 對(duì)污水中金屬元素進(jìn)行前處理。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)系列配置與儀器參數(shù)設(shè)定

內(nèi)標(biāo)溶液配置：配置由In、Sc、Re和Tb4種元素混合而成，用5%硝酸進(jìn)行稀釋配置成濃度200μg/L的混合內(nèi)標(biāo)溶液。標(biāo)準(zhǔn)曲線配置：Ba、Be、Cd、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Zn 9 種元素逐級(jí)稀釋成標(biāo)準(zhǔn)曲線系列，配制時(shí)用1%硝酸溶液定容至刻度。

2 結(jié)果與討論

2.1 污水中金屬元素分析結(jié)果

取同一污水分成兩組，分別用HJ677-2013和GB7475-87的方法進(jìn)行前處理。利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS） 進(jìn)行空白，樣品，樣品加標(biāo)，檢出限和精密度RSD測(cè)試。

采用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（HJ677-2013） 和國標(biāo)方法（GB7475-87）對(duì)污水進(jìn)行的2種前處理，從檢測(cè)結(jié)果上看并無差異，2種分析結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和檢出限均波動(dòng)不大，均符合要求。

2.2 加標(biāo)樣品檢測(cè)結(jié)果

取同一污水分成兩組，分別用HJ677-2013和GB7475-87的方法進(jìn)行前處理，均為加入1.0mL，質(zhì)量濃度為40μg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收率檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。加標(biāo)回收率結(jié)果見表1。

表1 樣品檢測(cè)結(jié)果加標(biāo)回收率

從表1看出，通過環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行污染前處理的加標(biāo)回收率在86.7%～125%，采用國標(biāo)方法對(duì)污水進(jìn)行前處，加標(biāo)回收率在88.5%～120%。就Ba、Fe、Mn和Zn而言，GB7475-87回收率比HJ677-2013的回收率更好；對(duì)Be和Cd而言，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)方法回收率更好；其他3種元素?zé)o差異。總體看，通過2種方法進(jìn)行前處理的樣品加標(biāo)回收率，均符合檢測(cè)質(zhì)量控制要求。

2.3 部分元素質(zhì)量輪廓圖

質(zhì)量分析存在著同量異位素，多原子離子干擾，難熔氧化物干擾，雙電荷離子干擾和基體干擾等多種類型的干擾因素，ICP-MS 2030的八極趕碰撞池通過引入氦氣碰撞，可以有效地消除干擾。對(duì)Fe、Cu、Pb等部分元素測(cè)試，GB7475-87和HJ677-2013的前處理結(jié)果受干擾物的影響沒有明顯區(qū)別，檢測(cè)過程穩(wěn)定。

3 結(jié)論

綜上所述，采用國標(biāo)方法《水質(zhì) 銅、鋅、鉛、鎘的測(cè)定 原子吸收分光光度法》 （GB 7475-87）和《水質(zhì)鐵，錳的測(cè)定火焰原子吸收分光光度法》 （GB11911-89）對(duì)污水進(jìn)行的前處理，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差、檢出限、樣品的檢測(cè)結(jié)果及樣品的回收率都與《水質(zhì) 金屬總量的消解硝酸消解法》 （HJ 677-2013） 前處理結(jié)果一致。鑒于實(shí)際操作過程中，《水質(zhì)金屬總量的消解 硝酸消解法》 （HJ 677-2013） 標(biāo)準(zhǔn)的前處理步驟瑣碎，過程復(fù)雜，具有一定危險(xiǎn)性，對(duì)有大量的樣品檢測(cè)時(shí)，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的及時(shí)性。且GB7475-87前處理的溫度要求相對(duì)較低，對(duì)有大量的樣品能及時(shí)完成，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的及時(shí)性，實(shí)驗(yàn)過程要求是追求更高效，更簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)更有準(zhǔn)確性。