隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和人類生活水平的提高，越來越多的重金屬污染物被排放到地表水中。地震、泥石流等自然災(zāi)害也可能會導(dǎo)致地下、地上的礦物大量浸入地表水，上游的化工廠等一旦被破壞，更是會嚴(yán)重污染水源，造成水中重金屬元素超標(biāo)，威脅人類健康。準(zhǔn)確測定廢水中重金屬含量是廢水治理中重要的一環(huán)，對如何合理選擇治理方案，評估治理結(jié)果及后續(xù)工作的開展具有重要的指導(dǎo)作用。

分光光度法、原子熒光法、原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法被廣泛應(yīng)用于廢水中金屬元素的測定。但是，分光光度法、原子吸收光譜法、原子熒光法只能單元素逐一測定，且不同元素需要不同的前處理方法，測定多個元素耗時時間長，工作效率低。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES），具有多元素同時測定，檢出限低，精密度高、干擾小等優(yōu)點(diǎn)，并且分析時間短，準(zhǔn)確度高，線性范圍寬，廣泛用于水中重金屬含量的測定。

本文采用硝酸+鹽酸+過氧化氫輔以微波消解的樣品前處理技術(shù)，結(jié)合ICP-OES法測定廢水中Pb、Cd、Cr、As、Se、Cu、Ni、Hg等8種重金屬元素，方法檢出限為0.023~0.089mg/L，RSD為2.37~4.25%，加標(biāo)回收率為84.1~107.6%。結(jié)果表明，微波消解樣品處理具有較好的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性、操作簡單、快速高效、污染小、檢出限低、基體干擾小等優(yōu)點(diǎn)，可用于廢水樣品的批量分析。

具體操作方法

主要儀器與試劑

ETHOS UP微波消解儀（意大利MILESTONE公司）

iCAP7400電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國賽默飛世爾科技有限公司）

10mg/L等離子發(fā)射光譜分析混合離子標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（Pb、Cd、Cr、As、Se、Cu、Ni）上海市計量院測試技術(shù)研究院

GBW(E)080124汞單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液100mg/L

硝酸、鹽酸、過氧化氫優(yōu)級純

實(shí)驗(yàn)室用水為超純水。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

???分別吸取0，0.50，1.00，2.50，5.00，10.00mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和0，0.05，0.10，0.25，0.50，1.00mL汞元素標(biāo)準(zhǔn)溶液于50mL容量瓶中，用3%的硝酸定容，最終得到濃度分別為0.00，0.10，0.20，0.50，1.00，2.00mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

實(shí)驗(yàn)步驟

???吸取25mL廢水于微波消解罐中，然后加入2.5mL硝酸，2.5mL鹽酸和2mL過氧化氫。另取1個消解罐做空白實(shí)驗(yàn)。安裝好消解罐，設(shè)置消解程序如表1。消解完成后，待消解罐冷卻至室溫后再通風(fēng)柜內(nèi)打開消解罐，用去離子水定容至50mL。

表1 ?微波消解條件

步驟

時間t/min

功率P/W

溫度℃

1

5

1800

120

2

5

1800

120

3

5

1800

180

4

15

1800

180

儀器工作條件

沖洗泵速100rpm；分析泵速50rpm；RF功率1150W；霧化器流量0.5L/min；輔助氣流量0.5L/min；冷卻氣流量12L/min。

微波消解-ICP-OES法測定廢水重金屬的線性范圍、準(zhǔn)確度、精密度和檢出限

3.1 線性范圍

用濃度為0.00mg/L，0.10mg/L，0.20mg/L，0.50mg/L，1.00mg/L，2.00mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，做標(biāo)準(zhǔn)曲線。

表2 各元素的曲線擬合方程

元素

曲線擬合方程

相關(guān)系數(shù)

Pb

y=866.6x+8.3

0.9999

Cd

y=45192x+245.5

0.9999

As

y=1974.4x+34.8

0.9998

Se

y=2246.8x+53.9

0.9999

Cu

y=33768x+299.7

0.9999

Ni

y=13515x+102.7

0.9999

Hg

y=5482.6x+76.3

0.9995

Cr

y=33132x+249.7

0.9999

《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中**類污染物**允許排放的濃度要求，各重金屬限值在0.05~1.5mg/L。因此選擇以上濃度點(diǎn)來做標(biāo)準(zhǔn)曲線。由上表可知，待測的8個重金屬元素的相關(guān)系數(shù)都在0.995以上。

3.2方法的檢出限

方法的檢出限通過分析檢測連續(xù)的11個測試空白進(jìn)行計算。計算公式為：MDL=3s，s指連續(xù)11次測試空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表3。

表3 ?ICP-OES測定水中各元素的方法檢出限（mg/L）

測定元素

檢出限

測定元素

檢出限

Pb

0.079

Cu

0.089

Cd

0.043

Ni

0.031

As

0.028

Hg

0.027

Se

0.032

Cr

0.023

各元素的檢出限在0.023~0.089mg/L之間，低于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》**類污染物**允許排放濃度要求中各種金屬元素的限值，符合分析要求。

3.3方法精密度與準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

????取一所采水樣，加入標(biāo)準(zhǔn)溶液，原樣和加標(biāo)樣分別測定6次，計算精密度和回收率，測試結(jié)果見表4，加標(biāo)回收率在84.1~107.6%之間，RSD為2.37~4.25%。

表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)

元素

本底值（mg/L）

加標(biāo)量（mg/L）

測定值（mg/L）

回收率/%

RSD/%

Pb

0.2117

0.2000

0.4187

103.5

2.57

Cd

0.1924

0.2000

0.3878

97.7

2.37

As

0.1578

0.2000

0.3567

99.5

3.02

Se

0.1908

0.2000

0.3865

97.9

2.92

Cu

0.2122

0.2000

0.4034

95.6

2.87

Ni

0.2202

0.2000

0.4103

95.0

2.73

Hg

0.1511

0.2000

0.3193

84.1

4.25

Cr

0.1915

0.2000

0.4068

107.6

2.64

微波消解-ICP-OES法是測定廢水中重金屬的有效方法。該方法消解時間短，試劑用量少，檢出限低，具有良好的精密度和準(zhǔn)確度，加標(biāo)回收率結(jié)果滿意，完全滿足當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測中測定廢水中重金屬含量的要求。

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