原子吸收方法測定工業(yè)廢水中鎳的含量

王飛

摘 要：文章采用原子吸收方法測定工業(yè)廢水中重金屬鎳的含量，通過對取樣方法、消解方法的優(yōu)化，測定結(jié)果與上海院、第三方測試的結(jié)果值相比較，無顯著性差異。

關(guān)鍵詞：原子吸收;工業(yè)廢水;鎳

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A

鎳位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族，化學性質(zhì)較為活潑，普通用于合金及化學合成催化劑[1]。在催化劑制備行業(yè)中，由于使用含鎳的試劑和使用鎳合金的金屬容器、管道等原因，易將鎳元素引入工業(yè)廢水中。鎳在自然界中多以化合物的形式存在，在天然水中的濃度并不高。但隨著工業(yè)的發(fā)展，特別是工業(yè)廢水的大量排放，環(huán)境中的鎳逐年升高。過量的鎳會引發(fā)皮膚濕疹，誤服會出現(xiàn)嘔吐、腹瀉癥狀。同時，鎳具有一定的致敏性。有研究顯示，鎳元素與冠心病發(fā)病[2]、心肌梗塞、鼻咽癌[3]相關(guān)。因此，工業(yè)廢水必須對其進行有效處理，達到規(guī)定標準后方可排放。

2018年上海市污水排放標準中規(guī)定，鎳的排放標準為0.1mg/L、鉻的排放標準為0.5mg/L。其中，鎳的測定方法規(guī)定為國標方法GB/T 11912《水質(zhì) 鎳的測定 火焰原子吸收分光光度法》，但是標準的現(xiàn)行版本為1989年發(fā)布。其中，標準的最低檢出濃度為0.05mg/L，校準曲線濃度為0.2～5.0mg/L，已經(jīng)明顯不適合最新的排放標準。因此，文章對廢水中鎳含量的測定方法進行了優(yōu)化，能得到可靠的檢測結(jié)果，滿足工業(yè)中廢水治理的需求。

1 試驗

1.1 儀器及工作參數(shù)

島津AA—6800型原子吸收分光光度計，配用10cm乙炔—空氣單縫燃燒頭，鎳空心陰極燈，鉻空心陰極燈。儀器參數(shù)如表1所示。

1.2 試劑

實驗用水：純水;硝酸：優(yōu)級純;鎳標準物質(zhì)：1000mg/L;鉻標準物質(zhì)：1000mg/L。

1.3 標準溶液的配置

鎳標準溶液的系列配置：用移液管吸取上述鎳標準儲備溶液1ml于100ml容量瓶中，加水稀釋定容，搖均，含量為10mg/L。再分別用移液管吸取上述10mg/L的標準溶液0、1、2、3、4、5ml于系列100ml的容量瓶中，再加水稀釋至100ml定容，搖均，使其含量分別為0、0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L。

鉻標準溶液的系列配置：用移液管吸取上述鎳標準儲備溶液1ml于100ml容量瓶中，加水稀釋定容，搖均，含量為10mg/L。再分別用移液管吸取上述10mg/L的標準溶液0、1、2、3、4、5ml于系列100ml的容量瓶中，再加水稀釋至100ml定容，搖均，使其含量分別為0、0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L。

1.4 樣品的制備

用500ml潔凈的磨口瓶從車間現(xiàn)場取工業(yè)廢水約200ml，稱取約50g樣品，加入2ml硝酸進行消解后，轉(zhuǎn)移、定容至50ml容量瓶中待測。

1.5 測試

按照選擇的最佳儀器工作條件和配置的標準溶液作一條濃度和強度的工作曲線，在同一條件下測試樣品，記錄濃度。

2 結(jié)果與討論

從2018年1月1日起，上海市執(zhí)行新的污水排放標準，其中鎳的含量要求極其嚴格，由以往的最低檢出濃度為1mg/L降低為最低檢出濃度為0.1mg/L，這為催化劑生產(chǎn)企業(yè)帶來一定的挑戰(zhàn)。選取中國石化催化劑上海分公司丙烯腈催化劑生產(chǎn)裝置的廢水建立分析方法。分析方法建立后，發(fā)現(xiàn)分析結(jié)果與外委第三方的檢測結(jié)果并不完全一致，經(jīng)過交流，產(chǎn)生偏差的原因有方法誤差、儀器誤差和試劑誤差，如表2所示。

2.1 儀器的影響

本單位采用的儀器為島津AA-6680型儀器，最低響應值達到0.02mg/L左右;第三方單位采用的儀器為熱電S SERIES ICE型儀器，最低響應值在0.05mg/L左右;兩種品牌的儀器在信號響應上存在一定的偏差。

2.2 樣品性質(zhì)本身的影響因素

工業(yè)廢水具有渾濁、性質(zhì)不均一的特點，第三方采用的方法為搖勻樣品溶液后用移液管移取100ml，加入硝酸進行消解后，轉(zhuǎn)移定容至100ml后作為實驗對象。本單位采用搖勻樣品溶液后，稱量50g樣品，加入硝酸進行消解后，轉(zhuǎn)移定容至50ml后作為實驗對象。這一方面是考慮到廢水樣品較為渾濁，移液管管口較細，容易堵塞或者大顆粒不溶物不易被采集到，而稱量樣品則能較好地保證取樣的代表性。另一方面是稱量步驟相對簡單，能加快樣品分析的速度。

2.3 標準溶液的影響

本單位、第三方的標準溶液均是購買的有資質(zhì)的廠家提供的，雖然都是符合標準的1000mg/L含鎳標準溶液，出廠時濃度也有一定的偏差。這就導致不同廠家或者同一廠家的不同批次含鎳標準溶液之間是存在一定偏差的。同時，在測試過程中使用的低濃度標準溶液，均為各個單位獨立配置的。不同測試人員在配置過程中會存在一定的操作誤差，標準溶液的差別和操作人員的操作誤差也會導致同一個樣品由不同單位檢測，檢測結(jié)果存在一定的偏差。表2中所示，在第三方儀器上，采用第三方標準溶液繪制曲線檢測本單位0.5mg/L標準溶液，檢測結(jié)果為0.548mg/L，相對偏差為9.6%，這在低濃度儀器分析上是認可的，同時也表明本單位配置的0.5mg/L的標準溶液是正確的。

2.4 分析方法的影響

第三方則嚴格按照國標方法進行測量，選擇配置1mg/L、2mg/L、5mg/L的含鎳標準溶液，在選擇的儀器工作參數(shù)，測量每份溶液的吸光度，繪制標準曲線。而本單位選擇配置0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L的含鎳標準溶液，在選擇的儀器工作參數(shù)，測量每份溶液的吸光度，繪制標準曲線。

第三方這樣選擇的依據(jù)是國標方法，但是現(xiàn)行的國標為1989年發(fā)布執(zhí)行的，年代已經(jīng)很久遠了，并且國標方法的最低檢出濃度為0.05mg/L，然而上海市要求污水中鎳含量<0.1mg/L，屬于非常低的濃度范圍。在鎳含量為0.05mg/L～0.1mg/L時，國標方法能檢出，但是定量存在較大誤差，第三方的標準曲線已經(jīng)明顯不適合低鎳含量樣品溶液。

2.5 標準曲線

按照試驗方法對鎳標準溶液系列進行測定，并繪制標準曲線，結(jié)果如圖1所示。鎳在質(zhì)量濃度為0.1～0.2mg/L的范圍內(nèi)與原子吸收信號值呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.9977。

2.6 方法的對比

為了驗證方法的可靠性，將工業(yè)廢水樣品用ICP方法分析，和上述所討論后采用的原子吸收兩種不同的方法進行測試，并將分析結(jié)果進行了對比，結(jié)果如表3所示。從表3中可以看出，用兩種不同的方法所得數(shù)據(jù)相差很小。但是采用ICP檢測，不同元素之間的干擾較大，并且ICP儀器操作也比原子吸收儀器要復雜、繁瑣。因此，本單位采用原子吸收方法進行檢測，可以提高分析速度以及勞動效率。

2.7 重現(xiàn)性試驗

為了驗證分析方法結(jié)果的重現(xiàn)性，將車間生產(chǎn)污水樣品放置一周后，再次采用ICP方法和原子吸收方法進行了測試，測試結(jié)果如表4所示。兩次測定結(jié)果相差很小，證實了分析方法具有較好的重現(xiàn)性。

3 結(jié)語

采用原子吸收方法，并在選定儀器條件下對工業(yè)污水鎳含量進行了分析，與第三方結(jié)果進行了對比，并分析了誤差產(chǎn)生的原因。

將原子吸收方法與ICP方法進行了對比，驗證了分析方法的準確性。

重復測定同一樣品后，分析結(jié)果相差很小，驗證了分析方法的重現(xiàn)性。

參考文獻

[1] 張青蓮.無機化學叢書[M].北京：科學出版社，1987.

[2] 周濟桂，魏春山，喇萬英.臨床微量元素[M].石家莊：河北科學技術(shù)出版社，1994.

[3] 陳清，盧國程.微量元素與人體健康[M].北京：北京大學出版社，1989.