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火焰原子吸收法测定工业废水中的总铬含量

2018.7.03
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韩金龙

致力于为分析测试行业奉献终身

  铬虽然是人体中必需的微量元素,但也是环境中的主要污染物。特别是现在各种工业得到快速的发展,随之的是大量工业废水的排放,若这些工业废水中的铬含量超标的话,则会造成十分严重的水污染。因此,测定工业废水中总铬的含量受到了环境保护工作者的极度关注。目前,国际上测定工业废水中总铬含量使用的方法是火焰原子吸收法,此方法因为具有操作简便、灵敏度和准确度高等优点,一直都得到广泛的应用。本文就火焰原子吸收法测定工业废水中的总铬含量进行了探讨,以期能为测定工业废水中总铬含量的方法提供参考。 
  1 材料与方法 
  1.1 仪器 
  原子吸收分光光度计,铬空心阴极灯;超纯水机。 
  1.2 试剂 
  分析时除另有说明的,其它均使用符合国家标准的分析纯化学试剂,实验用水为新制备的去离子水。 
  盐酸(HCl):=1.19g/mL,优级纯;盐酸溶液,1+1;硝酸(HNO):=1.42 g/mL,优级纯;硝酸溶液,1+3;过氧化氢(HO):30%,优级纯;氯化铵水溶液,10%:准确称取10.00g氯化铵(NHCl),置于小烧杯中用少量水溶解,然后全量转移到100mL容量瓶中,用水定容至标线,摇匀;铬标准贮备液,1000mg/L:冰箱中2~4℃保存;铬标准使用液,50mg/L:准确移取铬标准贮备液5mL至100mL容量瓶中,加入盐酸溶液10mL,用水稀释至标线,摇匀。用时现配。 
  1.3 方法原理 
  将试样喷入火焰,在空气-乙炔富燃火焰中形成的铬基态原子对357.9nm产生吸收。在一定条件下,吸光度与试液中铬的浓度成正比。 
  1.4 配制工作曲线 
  准确移取铬标准使用液0.00,0.50,1.00,2.00,3.00,4.00mL于50mL容量瓶中,分别加入2.5mLNHCl溶液和5.0mL盐酸溶液,用水定容至标线,摇匀,配制成铬含量为0,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0mg/L的标准溶液系列。然后按照优化后的条件,由低浓度到高浓度的顺序测定标准溶液系列的吸光度,用减去空白的吸光度与相对应的铬标准溶液的浓度(mg/L)绘制工作曲线。 
  1.5 样品测定 
  按照已优化的仪器条件测定试样的吸光度,扣除全程序空白吸光度后,从校准曲线上查出试样中铬的浓度。每测定10个样品要进行一次仪器零点校正,并吸入一定浓度的标准溶液检查灵敏度是否发生了变化。 
  2 仪器条件优化 
  2.1 乙炔流量的影响 
  设定狭缝宽度为0.2nm,燃烧头高度为9mm,空气流量为400L/h,调节乙炔流量为60~120L/h,以1mg/L铬标液为测试溶液,连续测定6次,计算6次测定吸光度均值和标准偏差,考查乙炔流量对灵敏度和重复性的影响。 
  从中看出,随着乙炔流量的增加,灵敏度呈先上升后降低的趋势,当乙炔流量为90~100L/h时,灵敏度较好,且在该范围内,重现性也较好,因此选择乙炔流量为100L/h。 
  2.2 燃烧头高度的影响 
  设定狭缝宽度为0.2nm,乙炔流量为100L/h,空气流量为400L/h,调节燃烧头高度为5~12mm,以1mg/L铬标液为测试溶液,连续测定6次,计算6次测定吸光度均值和标准偏差,考查燃烧头高度对灵敏度和重复性的影响。 
  从中看出,灵敏度随着燃烧头高度的升高呈先上升后降低的趋势,燃烧头高度为7~10mm时,灵敏度较高,当燃烧头高度为9mm时,灵敏度最好,因此确定燃烧头高度为9mm。 
  2.3 狭缝宽度的影响 
  设定乙炔流量为100L/h,空气流量为400L/h,燃烧头高度为9mm,调节狭缝宽度为0.2~1.2nm,以1mg/L铬标液为测试溶液,连续测定6次,计算6次测定吸光度均值和标准偏差,考查狭缝宽度对灵敏度和重复性的影响,狭缝宽度0.2nm时,灵敏度最高,重复性最好。 
  3 结果分析 
  3.1 不同类型的酸对铬的影响 
  分别选取盐酸、硝酸和硫酸,配制不同酸含量的1mg/L铬标液为测试溶液,测定吸光度值和标准偏差,考查不同种类酸对测定结果的影响。 
  从中看出,不同硝酸和硫酸含量1mg/L铬溶液的灵敏度均极低。1mg/L铬溶液盐酸含量5%时,吸光度较高,相对标准偏差最低,因此盐酸的含量选择为5%。 
  3.2 不同含量氯化铵对铬测定的影响 
  配制1mg/L铬标液,氯化铵含量分别为0、0.5%、1%、2%和5%,测定吸光度值和标准偏差,考查不同含量的氯化铵对测定结果的影响。 
  铬在氧化过程中常产生难熔的高温氧化物,加入氯化铵可增加火焰中的氯离子,使铬生成易于挥发和原子化的氯化物。从表5看出,1mg/L铬溶液氯化铵含量0.5%时,吸光度最大,相对标准偏差最低,因此氯化铵的含量选择为0.5%。 
  3.3 线性范围和灵敏度 
  每天绘制一条校准曲线,标准溶液系列在0~4mg/L范围内,共绘制9d,见表1。 
  由表1可知,在选定的条件下,斜率范围是0.0784~0.0895,截距范围是0.0033~0.0110,相关系数均等于大于0.9994,说明9天校准曲线较稳定。本方法以校准曲线的斜率度量灵敏度,斜率平均值约为0.086,即灵敏度为0.086。 
  3.4 检出限和测定下限 
  按照样品分析的全部步骤,通过对7个空白样品的7次测定,计算吸光度均值 、标准偏差、检出限及测定下限,见表2。 
  由表2可知,通过对7个空白样品的7次测定,方法的检出限平均值为0.08mg/L,测定下限为检出限乘以4,结果为0.32mg/L。 
  3.5 方法的精密度 
  分别取低(0.25mg/L)、中(2.5mg/L)、高(4.5mg/L)浓度铬标准溶液,重复测定6次,见表3。 
  低中高3个样品的6次测定,相对标准偏差(RSD)分别为6.9%、1.5%、和1.0%,均达到方法学要求。 
  3.6 标准参考物质测定 
  本方法测定标准样品研究所GSB07-1187-2000标准参考样,标准值为0.869±0.054mg/L,测定值为0.831~0.911mg/L(=9,平均值为0.876mg/L),测定值在标准值范围内,见表4。 
  4 结论 
  含铬工业废水会给人们的生存环境和人体健康造成严重威胁。所以,本文就火焰原子吸收法测定工业废水中的总铬含量进行了探讨。综上所述,火焰原子吸收法具有操作简便,灵敏度好、精确度和准确度高等优点,便于在工业废水中测定工业废水总铬的含量,相信这种测定方法值得更广泛的推广,从而更易于测定废水中铬的含量。 

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