分光光度法測定工業(yè)廢水中鎘的含量

摘要：工業(yè)廢水中部分金屬元素的超標排放將會對環(huán)境造成較為嚴重的污染，為保證其排放時金屬元素的含量處于可排放范圍內，對工業(yè)廢水的監(jiān)測快速準確分析愈發(fā)重要。鎘作為工業(yè)廢水中的金屬物質之一，其對環(huán)境以及人類身體的健康影響均較大，所以工業(yè)廢水的檢測中，鎘是較為重要的指標之一。本文通過介紹分光光度法的分析的基本原理，描述了通過其測定工業(yè)廢水中鎘的含量的詳細操作步驟，通過實驗可以發(fā)現(xiàn)該方法在工業(yè)廢水中鎘含量測定中的優(yōu)越性，也同時希望本文對從事水質分析行業(yè)的各位同仁有所幫助。

關鍵詞：分光光度法；工業(yè)廢水；鎘

分光光度法是通過測定被測物質在特定波長處或一定波長范圍內光的吸光度或發(fā)光強度，對該物質進行定性和定量分析的方法，其具有分析速度快，分析精度高的特點，也正是因為這一特點，工業(yè)廢水中的鎘在形成配合物后，其在特征波長下有最大吸收，可對其含量進行測定，這種測定方法簡單有效，結果及時準確，能夠為工業(yè)廢水的及時處理及排放提供可靠的技術保障。

一、分光光度法概述

在分光光度計中，將不同波長的光連續(xù)地照射到一定濃度的樣品溶液時，便可得到與不同波長相對應的吸收強度。如以波長（λ）為橫坐標，吸收強度（A）為縱坐標，就可繪出該物質的吸收光譜曲線。利用該曲線進行物質定性、定量的分析方法，稱為分光光度法，也稱為吸收光譜法。用紫外光源測定無色物質的方法，稱為紫外分光光度法；用可見光光源測定有色物質的方法，稱為可見光光度法。

它們與比色法一樣，都以Beer-Lambert定律為基礎。其主要的測定原理如下：

根據朗伯（Lambert）-比爾（Beer）定律：A=abc 式中A為吸光度，b為溶液層厚度（cm），c為溶液的濃度（g/dm3），a為吸光系數(shù)。其中吸光系數(shù)與溶液的本性、溫度以及波長等因素有關。溶液中其他組分（如溶劑等）對光的吸收可用空白液扣除。

由上式可知，當溶液層厚度b和吸光系數(shù)a固定時，吸光度A與溶液的濃度成線性關系。在定量分析時，首先需要測定溶液對不同波長光的吸收情況（吸收光譜），從中確定最大吸收波長，然后以此波長 的光為光源，測定一系列已知濃度c溶液的吸光度A，作出A～c工作曲線。在分析未知溶液時，根據測量的吸光度A，查工作曲線即可確定出相應的濃度。這便是分光光度法測量濃度的基本原理。

分光光度法在進行測定時，所使用的儀器并不是很多，重要的有紫外分光光度計、比色計等。一定要選擇精密度比較高的儀器，否則會影響測定結果的準確性，所選擇的儀器都需要定期測定，以此確保檢定準確性。

二、分光光度法測定工業(yè)廢水中鎘的含量的必要性及優(yōu)越性

首先，鎘是一種毒性非常大的重金屬，其化合物也都屬于毒性物質。水體中的鎘通過直接飲用含鎘的水或食用函鎘水體澆灌的蔬菜、糧食，通過食物鏈進入人體后將會形成富集效應，損壞人體的肝、腎等內臟組織，一旦空氣或者食品被鎘污染，對人類身體的損害將無可想象，而鎘作為工業(yè)生產中最常使用的金屬，必定會存在于工業(yè)廢水中，如果含量過高對環(huán)境污染非常大，也就直接影響了人體的健康，所以需要選擇合適的方法對工業(yè)廢水中鎘含量進行測定，以便能夠確保工業(yè)廢水安全排放，不會對環(huán)境產生任何過大的傷害。環(huán)境工程中，鎘主要是存在與淡水中，含量較低，日常生活中鎘的污染源主要是來自于工業(yè)廢水中，尤其是采礦或者是冶煉等工業(yè)廢水中，這兩大行業(yè)也是鎘含量測定重點行業(yè)。其次，使用分光光度法測定，儀器相對簡單，儀器的使用以及維護費用均較低，操作簡便，測定的效率高，普遍試用性強，所以其在鎘含量的測定中有著其獨特的優(yōu)越性

三、分光光度法測定工業(yè)廢水中鎘的含量的步驟

基本原理：聚乙烯醇，硼酸及碘于鹽酸溶液中可形成藍色復合物，在一定條件下，當有鎘存在時，聚乙烯醇—硼酸—碘復合物體系吸光度值會降低。根據這一特點，本文研究了工業(yè)廢水中鎘的測定方法。

1、材料和方法

1.1試劑及儀器

65M硼酸溶液：將10.0gH3BO3溶解在250ml水中。

I2與KI溶液：向100ml水中加入25.0gKI及12.7g碘使其溶解，稀釋至1000ml，得到0.05MI2和0.15MKI溶液。

聚乙烯醇水溶液：1.0mg/ml

鎘標準溶液：1.0mg/ml稀釋至所需濃度

721W型紫外可見分光光度計（上海）

1.2測定條件和方法

吸收池：1.0cm；波長：660nm；參比液：由相應的H3BO3、I3、KI及HCl溶液組成。于100ml容量瓶中，加入20ml0.65MH3BO3溶液，5ml0.05MI2（含0.15MKI）溶液，10ml6M鹽酸溶液，10ml1.0mg/ml聚乙烯醇溶液，10ml不同濃度的鎘標準溶液，用蒸餾水稀釋至刻度，搖均，10min后，在分光光度計上測其吸光度值。

2.結果與討論

2.1鎘的標準工作曲線

按照以上的方法，以體系吸光度值的變化量為縱坐標，以加入鎘的量為橫坐標，繪制的工作曲線如圖1所示。

圖1 Cd（Ⅱ）的標準曲線

從圖1中曲線可知，體系中鎘的量在0～10mg范圍內，體系的吸光度值變化量與鎘的含量呈良好的線性關系。當有鎘存在時，聚乙烯醇—硼酸—碘復合物體系吸光度值會降低，原因可能是復合物與鎘發(fā)生締合反應，或鎘破壞了復和物的結構，使復合物的濃度下降，吸光度值隨之下降。

2.2干擾離子的影響

聚乙烯醇—硼酸—碘復合物可能與其它金屬離子發(fā)生締合，或鎘與其它配體發(fā)生締合，而不能被復合物置換，這些情況對分析結果有一定影響。按照以上方法，使體系中鎘的含量為5mg的條件下，考查了一些常見離子的干擾情況，結果列于表1中。

表1干擾離子的影響

由表中數(shù)據可知，如果誤差控制在±10%范圍內，CN-和SCN-的量超過100μg，S2-的量超過50μg，Zn和Hg的量超過500μg時，將對鎘的測定產生干擾。由于工業(yè)廢水中鎘的含量一般遠遠超過水中所含的常見金屬離子，所以用此法測定工業(yè)廢水中鎘的含量，幾乎不產生干擾。

四、結語

綜上所述，可知工業(yè)生產過程中，鎘會進入到工業(yè)廢水中，如果沒有準確快速的測定，而直接的排入江河湖海中，一旦被進入到人們的身體中，此種物質就會人類身體中的鈣，使得人們引發(fā)各種疾病，尤其是骨質方面的疾病，所以必須要對工業(yè)廢水中鎘的含量進行測定，分光光度法簡單、快捷，操作過程不會產生二次污染，對于分析工作者來說為綠色環(huán)保的測定方法，希望該方法對于從事相關行業(yè)的分析工作者有所幫助。

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