高校實驗室廢液中Cr（VI）的測定及處理方法

楊志潔,彭 麗,黃 進(jìn),孫雪鳳,何 林

（1.大理學(xué)院藥學(xué)與化學(xué)學(xué)院,云南大理 671000;2.大理學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院,云南大理 671003）

高校實驗室廢液中Cr（VI）的測定及處理方法

楊志潔1,彭 麗1,黃 進(jìn)2,孫雪鳳2,何 林2

（1.大理學(xué)院藥學(xué)與化學(xué)學(xué)院,云南大理 671000;2.大理學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院,云南大理 671003）

C（rVI）是對環(huán)境有害的主要重金屬之一，實驗室含C（rVI）廢液不能直接排放,必須進(jìn)行回收處理。采用間接碘量法測定含Cr（VI）廢液的濃度；化學(xué)還原法處理含Cr（VI）廢液,研究以硫酸亞鐵為還原劑還原C（rVI）廢液的酸度條件、還原劑用量、反應(yīng)時間等影響因素。結(jié)果表明:在最佳條件下,以硫酸亞鐵為還原劑處理，廢液達(dá)到了國家排放標(biāo)準(zhǔn),取得了良好的處理效果。

硫酸亞鐵；Cr（VI）；還原；實驗室含C（rVI）廢液

0 引言

高?；瘜W(xué)實驗室每學(xué)期都會產(chǎn)生大量的含Cr（VI）廢液，Cr（VI）對人體皮膚有刺激性，能使皮膚潰傷；其化合物具有致急性腎衰竭、致癌和致突變性，可在體內(nèi)積儲。美國環(huán)境保護(hù)局（EPA）將Cr（VI）確定為污染物，是17種高危險的毒性物質(zhì)之一〔1〕，故實驗室含鉻廢液不能直接排入下水道，必須進(jìn)行回收，統(tǒng)一處理。化學(xué)實驗室含鉻廢液主要來源于鉻酸洗液和實驗過程中（重鉻酸鉀標(biāo)定硫代硫酸鈉溶液實驗）。通常認(rèn)為：含鉻廢液危害最大的是Cr（VI）的化合物。我國規(guī)定工業(yè)排水中鉻含量應(yīng)小于0.5 mg/L，飲水中鉻含量應(yīng)小于0.05 mg/L，當(dāng)Cr（VI）的質(zhì)量濃度達(dá)到0.1 mg/L以上時，就會危及人類健康〔2〕。目前實驗室含鉻廢液的處理主要有鋇鹽法〔3〕、還原沉淀法〔4-6〕、離子交換樹脂法〔7〕、改性膨潤土法〔8〕、活性炭吸附法〔9〕等，近年來最新的方法為光還原法〔10-11〕，實驗證明：太陽光是極好的光源，有很大的利用潛力。鋇鹽法、離子交換樹脂法、活性炭吸附法和光還原法等這些方法或是產(chǎn)生新的污染離子，或是成本太高，流程復(fù)雜，難以推廣〔12〕。本文采用間接碘量法測定含Cr（VI）廢液的濃度；化學(xué)還原法處理實驗室含Cr（VI）廢液，在含Cr（VI）廢液中加入還原劑硫酸亞鐵，在酸性條件下以二苯胺磺酸鈉為指示劑，將Cr（VI）還原為Cr（Ⅲ），然后加入氫氧化鈉、調(diào)節(jié)廢液pH值，使Cr（VI）形成低毒的Cr（OH）3沉淀，分離沉淀，Cr（OH）3沉淀填埋，清液可達(dá)標(biāo)排放。在還原Cr（VI）時，還原劑選擇硫酸亞鐵，從經(jīng)濟(jì)價值看，F(xiàn)eSO4便宜、成本低，在室溫下，pH為2.00～4.00還原率較高，還原劑用量最佳為1 mL K2Cr2O7廢液（K2Cr2O7濃度為0.016 90 mol/L）平均消耗FeSO40.028 00 g，反應(yīng)10 min以上Cr（VI）殘留量低于國家標(biāo)準(zhǔn)（0.1 mg/L），效果較好。

1 Cr（VI）的測定和處理方法

1.1 測定原理 Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+ 7H2O；2S2O32-+I2=2I-+2S4O62-。

1.2 測定步驟 測定方法采用間接碘量法。測定步驟：用移液管吸取25.00 mL廢液K2Cr2O7于250 mL錐形瓶中，加5 mL 6 mol/L HCl，10 mL 100 g/L KI。搖勻后蓋上表面皿，于暗處放置5 min。然后用100 mL水稀釋，用已標(biāo)定好的Na2S2O（3濃度為0.110 5 mol/L）溶液滴定至淺黃綠色后加入2 mL淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至溶液藍(lán)色消失并變?yōu)榫G色即為終點(diǎn)，平行測定6次，計算出廢液K2Cr2O7平均濃度為0.016 90 mol/L。

1.3 處理Cr（Ⅵ）廢液的方法 Cr2O72-+6Fe2++ 14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；Cr3++3OH-→Cr（OH）3↓。

1.4 處理Cr（Ⅵ）廢液的步驟 以二苯胺磺酸鈉為指示劑，硫磷混酸為介質(zhì)，1 mL K2Cr2O7廢液（K2Cr2O7濃度為0.016 90 mol/L）平均消耗還原劑Fe?SO40.028 00 g。處理C（rⅥ）廢液流程如下：

2 結(jié)果和討論

采用還原劑FeSO4對含Cr（Ⅵ）廢液進(jìn)行處理時，硫磷混酸pH為2.00～4.00，還原率可達(dá)99.9%。整個還原過程均在室溫下進(jìn)行，10 min內(nèi)Cr（Ⅵ）的殘留量就低于國家規(guī)定的鉻排放標(biāo)準(zhǔn)。由于含Cr（Ⅵ）廢液是每個學(xué)生配制K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的剩余回收，所以不需要考慮干擾離子的影響。

3 結(jié)語

在含Cr（VI）廢液處理中，本實驗采用實驗室現(xiàn)有條件就可以對Cr（Ⅵ）進(jìn)行還原性處理，沒有復(fù)雜的儀器，配置簡單，所有試劑均為常用試劑，實驗中產(chǎn)生的Cr（Ⅵ）廢液統(tǒng)一回收后，經(jīng)處理，可明顯減輕對生物和環(huán)境的危害，并適用于含鉻濃度變化較大的廢水測定和處理，從經(jīng)濟(jì)價值看，F(xiàn)eSO4較便宜，還原效率高，反應(yīng)10 min可達(dá)到還原效果，所以，F(xiàn)eSO4是一種處理含Cr（Ⅵ）廢液很好的還原劑。

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Determination and Treatment Methods of Cr（VI）in College Laboratory Waste Water

YANG Zhijie1,PENG Li1,HUANG Jin2,SUN Xuefeng2,HE Lin2
(1.College of Pharmacy and Chemistry,Dali University,Dali,Yunnan 671000,China;2.College of Agriculture and Biology Sciences, Dali University,Dali,Yunnan 671003,China)

Chromium Cr(VI)is a kind of heavy metal which is harmful for the enviroment,therefore,the waste liquid containing Cr (VI)in the laboratory should be treated for recycling instead of being discharged directly.In this paper,we applied the indirect iodomet?ric method to determine the concentration of Cr(VI)with chemical reduction using ferrous sulfate heptahydrate,and investigate the ef?fect of acidity condition,reductant quantity and reaction time of this reducing agent.The results showed that the concentration of Cr (VI)after treatment with ferrous sulfate heptahydrate in a certain condition meet the discharge standard.Ferrous sulfate can be used as reducing agent in recycling of waste liquid contained Cr(VI)in the laboratory.

ferrous sulfate;Cr(VI);reduction;laboratory Cr(VI)waste water

O6-33［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A［文章編號］1672-2345（2011）04-0041-02

2010-12-28

楊志潔，高級實驗師，主要從事分析化學(xué)教學(xué)與研究.

（責(zé)任編輯 李 明）