ICP-AES法測定工業(yè)含銀污水中銀量

李 娜，李 暉，張健康，白英麗，秦雅男

（1.西北稀有金屬材料研究院寧夏有限公司，寧夏 石嘴山 753000；2.稀有金屬特種材料國家重點實驗室，寧夏 石嘴山 753000）

銀離子被列為最具毒性的重金屬離子之一，對環(huán)境以及人類的生命健康造成嚴(yán)重威脅［1］，國家現(xiàn)行污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)將其劃分為一類污染物，要求可排放污水中總銀量小于0.5 mg／L［2］。因此，工業(yè)含銀污水的檢測數(shù)據(jù)一直為環(huán)保部門重點關(guān)注。

目前工業(yè)含銀污水排放水的水質(zhì)檢驗，采用標(biāo)準(zhǔn)方法為火焰原子吸收分光光度法［3］及鎘試劑2B分光光度法［4］，另外，還可檢索到ICP-MS法的相關(guān)應(yīng)用［5］。而隨著銀產(chǎn)業(yè)進展，含銀污水排放量增大，其原水濃度在生產(chǎn)高峰期波動較大且成分復(fù)雜，對此，需要一種線性范圍寬、抗干擾能力強，且能同時兼顧時效性的分析方法，對工業(yè)含銀污水原水及排放水進行實時監(jiān)控，ICP-AES法具備此應(yīng)用優(yōu)勢。

試驗通過對工業(yè)含銀污水不同水樣預(yù)處理方法試驗討論，共存元素干擾及分析方法酸度影響等試驗，確定了含銀污水中銀量測定的ICP-AES法，滿足工業(yè)含銀污水處理工藝過程中分析檢測需求。

1 試驗部分

1.1 主要儀器與試劑

儀器：Agilent 5110電感耦合等離子體原子發(fā)射光儀器，美國安捷倫科技公司制。

Ag標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：1 000μg／mL，國家鋼鐵材料測試中心產(chǎn)。

硝酸：優(yōu)級純。

試驗用水為二次交換去離子水。

1.2 儀器工作參數(shù)

設(shè)備運行參數(shù)見表1。

表1 儀器工作參數(shù)

1.3 樣品的預(yù)處理

將現(xiàn)采集的工業(yè)含銀污水（原水或排放水）采用中速定量濾紙過濾，準(zhǔn)確移取兩份20.00 mL水樣，置于150 mL燒杯中，加入1mL硝酸，放置于150～200℃低溫電熱板蒸干，取下冷卻，加入1 mL硝酸浸取，定容于20 mL具塞刻度管，混勻，待測。將制備溶液于Agilent 5110電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀進樣測定。隨同試樣做空白試驗。

若所得Ag量超出標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍，需稀釋測定。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

將Ag元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（1 000μg／mL）逐級稀釋至所需配制標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。此標(biāo)準(zhǔn)溶液系列以5%體積分?jǐn)?shù)硝酸為介質(zhì)，Ag元素的質(zhì)量-體積濃度見表2。

表2 Ag標(biāo)準(zhǔn)溶液系列 μg／mL

2 結(jié)果與討論

2.1 試樣預(yù)處理

檢測采集的環(huán)境水樣，尤其是原水，其組成可能較為復(fù)雜，因此，在對所采集水樣進行正式分析測定前，有必要對水樣作適當(dāng)前處理。工業(yè)含銀污水往往伴有有機物及懸浮物［6］，需進行過濾、酸化、蒸干、浸取等步驟。試驗選取原水及排放水兩種不同含量樣本對比過濾及蒸干處理結(jié)果，數(shù)據(jù)見表3。

表3 試樣預(yù)處理試驗 μg／mL

由表3可見，過濾步驟對工業(yè)含銀污水排放水影響不大，但對原水測定影響很大，表明該步驟不會造成溶液中銀離子量損失，且可排除原水中懸浮顆粒吸附銀沉淀物而引起的測定誤差；蒸干步驟對原水及排放水測定值均有一定程度的影響，是因為去除了有機物干擾，消除試驗誤差。所以，過濾及蒸干步驟雖然影響分析效率，卻必不可少。試驗采用20.00 mL水樣，于150～200℃蒸干，可較大程度提高分析效率。

2.2 共存元素干擾試驗

工業(yè)含銀污水隨同自來水排放，再引入污水處理工藝流程，其組成當(dāng)中，Ag的共存元素主要為Ca、Mg、Fe。通過對日常水樣樣本進行定性分析，可得到水樣中Ca、Mg、Fe最大濃度，Ca大約為35μg／mL，Mg大約為25μg／mL，F(xiàn)e大約為10μg／mL。試驗于Ag量為1μg／mL（相當(dāng)于日常檢測樣本近似濃度）具塞刻度管中，分別加入Ca、Mg、Fe元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，使各 元 素 共存量Ca等于35 μg／mL，Mg等 于25μg／mL，F(xiàn)e等于10μg／mL，在最大共存量下，以加標(biāo)回收試驗數(shù)據(jù)考察各元素對Ag的測定干擾情況。數(shù)據(jù)見表4。

表4 共存元素干擾試驗

表4結(jié)果證明：在以上三種元素最大共存量條件下，Ag量的回收率均接近于100%，可見其測定干擾程度微弱。因此，水樣中各共存元素對Ag量測定干擾因素可排除。

2.3 試驗酸度影響

由于銀離子存在，本法只能使用硝酸體系。試驗分別于1μg／mL Ag量標(biāo)準(zhǔn)溶液中，分別加入體積分?jǐn)?shù)為：1%、3%、5%、7%、10%的硝酸溶液，計算在不同體積分?jǐn)?shù)硝酸溶液中Ag量測定回收率。數(shù)據(jù)見表5。

表5 酸度影響試驗

表5數(shù)據(jù)說明，硝酸體積分?jǐn)?shù)小于或等于10%，Ag量回收率均大于95%，表明酸效應(yīng)影響較小。本法折中選擇測定酸度為5%體積分?jǐn)?shù)硝酸。

2.4 方法準(zhǔn)確度驗證

在不同排污峰段現(xiàn)場采集低、中、高含量三種工業(yè)含銀污水試樣，加入相近量的Ag標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用加標(biāo)回收率試驗數(shù)據(jù)驗證方法準(zhǔn)確度，見表6。

由表6可見，不同排污峰段產(chǎn)生低、中、高含量三種工業(yè)含銀污水試樣銀量為0.079～2.10μg／mL，試驗加標(biāo)回收率為96.0%～103.0%，說明方法準(zhǔn)確度可靠。

表6 方法準(zhǔn)確度驗證試驗

2.5 方法精密度驗證

在不同排污峰段現(xiàn)場采集工業(yè)含銀污水原水及排放水試樣，同時處理過后，準(zhǔn)確移取11份20.00 mL平行試液于150 mL燒杯，采用1.3試驗步驟進行樣品預(yù)處理后，于電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀進樣測定，統(tǒng)計11組測定數(shù)據(jù)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差驗證方法準(zhǔn)確度，數(shù)據(jù)見表7。

表7 方法精密度試驗（n＝11）

表7表明，本法測定0.080～2.75μg／mL銀量試樣，測定相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n＝11）在2.25%～4.49%之間，方法精密度良好。

2.6 檢出限及定量下限

對本法采用試劑空白溶液連續(xù)測定11次，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的質(zhì)量-體積濃度計算方法的檢出限，以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的質(zhì)量-體積濃度計算方法的定量下限，結(jié)果見表8。本法測定Ag元素檢出限為0.001 0μg／mL，定量下限為0.003 0μg／mL。

表8 方法檢出限及定量下限 μg／mL

2.7 對比試驗

在不同排污峰段現(xiàn)場采集低、中、高含量三種工業(yè)含銀污水試樣，同時處理過后，分別采用本法與火焰原子吸收分光光度法測定，檢驗測定結(jié)果的一致性。不同方法測定數(shù)據(jù)見表9。

表9 方法對比試驗結(jié)果 μg／mL

表9表明，三種不同工業(yè)含銀污水試樣采用本法與火焰原子吸收分光光度法測定結(jié)果一致，證明本法結(jié)果可靠。

3 結(jié) 論

本文經(jīng)過試驗比較，確定工業(yè)含銀污水原水及排放水的前處理方法，并試驗排除共存元素干擾及酸效應(yīng)問題，建立了ICP-AES法測定工業(yè)含銀污水中銀量的分析方法。該方法操作簡便、易于控制、快速準(zhǔn)確，同時具備檢出限低，準(zhǔn)確度和精密度高等優(yōu)點，對銀工業(yè)污染引起的環(huán)境保護、環(huán)境治理工作有積極的促進作用，具備良好的推廣應(yīng)用價值。