電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定煉廠含油排污水中鉛鎘鉻鎳釩金屬含量

原 雯，馬新成

（烏魯木齊石化公司研究院，新疆 烏魯木齊 830019）

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定煉廠含油排污水中鉛鎘鉻鎳釩金屬含量

原 雯，馬新成

（烏魯木齊石化公司研究院，新疆 烏魯木齊 830019）

建立灰化消解－電感耦合等離子發(fā)射光譜法測定含油水中的鉛、鎘、鉻、鎳、釩金屬含量。探討了樣品前處理條件。用（1+19）的硝酸做為酸性介質，在工作曲線的線性范圍內，線性良好，γ值可達到0.9995以上。對含油水樣的測定精密度好，相對標準偏差不超過3%，可用于各類含油排放水金屬含量的測定。

含油水樣；電感耦合等離子發(fā)射光譜；鉛、鎘、鎳；灰化消解

水，地球上生物生存之本，一切生命活動都是起源于水，人類生活中的衣食住行都離不開水。工農業(yè)生產中也不能離開水，水是工農業(yè)生產的重要原料。人類現在用水量越來越大，且污染也越來越嚴重，這就要求我們要保護水資源。

做為現代能源的生產地煉油廠每天要使用大量的水,一部分水經過處理后做為補充水循環(huán)再用,另外一些處理后做為污水被排放。部分排放水會用來灌溉莊稼，其中的某些金屬如：鉛、鎘、鎳、鉻、釩等如超過排放標準,可使作物受到重金屬污染,致使農產品有毒性。如果沉積在河底、海灣,通過水生植物進入食物鏈,經魚類等水產品進入人體后會出現中毒現象，致使整個生態(tài)系統(tǒng)受到污染[1]。在環(huán)保法貫徹日益嚴格的今天，高精度準確分析排放水中金屬含量，就成為檢測排放水工作的重中之重。

煉廠排放水因大環(huán)境的原因會含有少量的油，在樣品處理過程中無法直接加酸消解，否則會產生黑渣無法測定。筆者參考相關的標準[2],采用灰化消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定排放水多種金屬的含量,該方法具有檢測快速、準確、靈敏度高、線性范圍延展性好。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀（optima 2000DV型，配Winlab32軟件、冷凝循環(huán)水箱，美國Perkin Elmer公司）；DB-3B精確控溫電熱板（常州朗越儀器制造有限公司）；SX2型馬弗爐（配精確控溫熱電耦上海實驗環(huán)境試驗設備公司）。

1000mg·L-1鉛標準儲備液、1000mg·L-1鎳標準儲備液、1000mg·L-1鎘標準儲備液、1000mg·L-1鉻標準儲備液、100mg·L-1釩標準儲備液，均購于國家標準物質中心；HNO3（優(yōu)級純）；實驗室用水均為二級水。

1.2 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作條件

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作條件見表1。

表1 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作條件Tab.1 Inductively coupled plasma atomic emission spectrometer operating conditions

1.3 實驗步驟

1.3.1 樣品前處理 首先，搖勻油水混合樣品，準確稱取100.0g（精確至0.001g）含油污水置于潔凈石英燒杯中（對于含油污較多樣品可適當減少取樣量），加入0.1mLH2SO4，放在電熱板上緩慢加熱至水份蒸干后放入恒溫的馬福爐2h，加熱使樣品中污油完全灰化，用10mL（1+1）硝酸溶液淋洗燒杯壁，放在電熱板上加熱消解至溶液剩1mL左右取下，冷卻，轉移至50mL容量瓶中，用（1+19）硝酸溶液定容后在等離子發(fā)射光譜儀上進樣測定。

1.3.2 標準工作曲線繪制 取10mL鉛、鎳、鎘、鉻及20mL釩標準儲備液用1+19（v/v）HNO3溶液稀釋至1000mL容量瓶中，此為一級混合工作液，取一級工作液20mL用1+19（v/v）HNO3溶液稀釋至100mL容量瓶中，此為二級工作液，取二級稀釋液20mL用1+19（v/v）HNO3溶液稀釋至100mL容量瓶中，此為三級工作液，取20mL三級稀釋液用1+19（v/v）HNO3溶液稀釋至100mL容量瓶中，此為四級工作液，另用 1+19（v/v）HNO3溶液做空白，即鉛、鎳、鎘、鉻標準工作液對應的濃度為0.00，0.08，0.4，2，10mg·L-1，釩標準工作液對應的濃度為 0.00，0.016，0.08，0.4，2mg·L-1。

待儀器穩(wěn)定后，在工作條件下進行測定，以各種元素的質量濃度為橫坐標，信號強度為縱坐標，由儀器自動繪制標準工作曲線。在各種元素的線性范圍內，相關系數均可達到γ＝0.9995以上。

1.3.3 樣品測定 待儀器穩(wěn)定后，將預處理好的樣品在電感耦合等離子體發(fā)射上進樣測定。通過Winlab32軟件計算，根據繪制的標準工作曲線，可以同時得到5種金屬的含量，重復測定3次的算術平均值做為測定結果。

2 結果與討論

2.1 方法精密度試驗

取某排放點的水樣，按照1.2實驗方法，測定樣品中5種金屬的含量，并計算測定結果的標準偏差。

表2 排放水金屬含量精密度試驗數據（μg·kg-1）Tab.2 Discharge water metal content precision test data

從表2可見，用灰化消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定油水混合樣品中金屬含量數據集中，結果相對偏差為1.5%～2.5%，精密度高，說明隨機誤差小，即由于實驗操作而引起的偏差也小。

2.2 加標回收試驗

采用標準加入法進行回收試驗，取某油水混合樣品，向其中加入標準混合溶液，按照1.2方法測定含油水樣及加標后樣品的金屬含量，結果見表3。由表3可知，該方法的回收率為87%～95%，說明該方法具有較高的準確度。

表 3 Pb、Ni、Cd、Cr、V 元素加標回收試驗結果Tab.3 Pb,Ni,Cd,Cr,V elements of the standard recovery test results

2.3 電熱板樣品蒸干溫度與馬弗爐樣品灰化溫度的選擇

電熱板溫度和馬弗爐溫度的高低直接影響到樣品中水份的蒸干時間和油類灰化時間。電熱板溫度低不旦使分析時間變長，更重要是會使樣品中的金屬隨著蒸干時間的加長有可能隨水汽被帶走，溫度過高會使樣品中的一些物質成為硬塊附著在燒杯壁上，加大后續(xù)工作的負擔，并且由于是油水混合，過高的溫度加熱會使樣品飛濺，造成樣品流失。馬弗爐溫度低會使樣品中油類灰化不完全，過高會使金屬變?yōu)闅鈶B(tài)而流失。

表4 樣品預處理溫度對金屬含量影響試驗結果Tab.4 Effect of sample pretreatment temperature on metal content

從數據上看，樣品蒸干溫度在120～140℃，結果能趨于穩(wěn)定，最終樣品蒸干溫度確定為120℃，馬弗爐溫度在510～520℃測定結果無明顯差異，綜合考慮確定馬弗爐灰化溫度為510℃。

2.4 酸性介質的選擇

大多實驗室都采取集中購買的方式獲取標準物質，國家標準物質中心提供的單元素標準樣品大都以HNO3為介質，因此酸化時須采用硝酸。如實驗室自己配制標準物質，也可用鹽酸做為介質，酸化時就采用（1+1）HCl。實驗表明：用鹽酸和硝酸為介質對水樣進行分析無明顯差異。王水做為強氧化劑，具有強腐蝕性，長期使用會損害儀器，一般不予考慮。

2.5 酸化消解時間的選擇

灰化后的樣品需要用（1+1）HNO3進行消化處理至約1mL，一方面為了使無機炭被酸溶解，另一方面是為了保證金屬離子的原子化程度。所以電熱板溫度不宜過高，以酸液蒸氣剛好逸出為最佳，保證酸化完全，并使瓶壁有足夠時間被蒸氣沖洗。所以酸化時間定為20～25min為宜。

3 結語

采用灰化消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定含油排放水中多種金屬的含量,實驗過程中消耗酸少，對人體傷害較少。用該方法檢測含油水樣中金屬含量，精密度和回收率滿足實驗要求。該方法簡單快捷，可以做為各類含油水中金屬含量測定的通用方法。

［1］ 鄒家祥，朱黨生.環(huán)境水利研究回顧與展望［J］.水資源保護，2011，27（5）:40-41

［2］ GB/T5750.6-2006生活飲用水標準檢驗方法金屬指標.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法［S］.

Determination of lead,cadmium，chromium and nickel in refinery wastewater by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry

YUAN Wen，MA Xin-cheng
（ rümqi Petrochemical Research Institute,rümqi 830019，China）

A method for the determination of lead，cadmium，chromium，nickel and vanadium in oily water was establishen by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry.The pretreatment conditions were discussed.（1+19）nitric acid as an acidic medium,in the linear range of the working curve,good linearity,γ value can reach more than 0.9995.The accuracy of the determination of oil-like water samples is good,the relative standard deviation does not exceed 3%,can be used for all kinds of oil-containing water content determination.

oily water samples；inductively coupled plasma emission spectroscopy；lead,cadmium and nickel；ashing digestion

O657.3

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20171023

2017-06-23

原 雯（1972-），女，高級工程師，1994年畢業(yè)于河北科技大學環(huán)境工程系工業(yè)分析專業(yè)，本科，現從事分析測試工作。