环境水体中痕量砷的测定孙勤枢

第7卷Vol.7第6期No.6上海环境科学ShanghaiEnvirnomentalSeience1988年Une,6月1988环境水体中痕量砷的测定孙勤枢朱军刘安华陈中道(济宁医学院化学教研室)引言砷及其化合物具有强烈的毒性,是一种常见的工业污染物。每燃烧1kg煤,可释放出0.08一16gm砷。由于工业生产和含砷农药的广泛使用,土壤和水质的污染日益严重。测定砷的方法,目前以分光光度法!”,摇!较为常用。但其前处理较复杂,灵敏度较低,难以满足环境水质测定的需要。近十几年来,利用极谱催化波进行微量砷的测定,获得了较高的灵敏度。本文在文献15,“l的基础上,研究了As”+在HZSO;—有机酸—Kl—NaZSO4—Mll-一Co体系中的极谱催化波。用本法测定砷含量,具有灵敏度高、干扰少、快速、简便等特点。用于分析一般环境水样和工业废水中的砷,可不经预处理,直接测定;对于污染严重的生活污水,可经HZSO4—HNO3—HZOZ消化后测定。方法的最低捡出浓度达Zxlo一“mol(约l.SPPb)在2火10一“一Zxl()一6mol之间,线性良好。对含As”+5xl()一7mol的试样,9次平行测定,其变异系数为2.9%。实验表明,本方法用于测定实际水样中痕量砷,可得到令人满意的结果。实验部分一、仪器与试剂(一)仪器1.883型笔录式极谱仪(上海分析仪器J2.MCP微机极谱仪(山东电讯七厂):3.PHS一25型酸度计。(二)试刑1.砷标准贮备液:称取0.1一209经105℃烘干的优级纯As203。溶于2m12%氢氧化钠溶液中。加入10mllmol硫酸,移入10()Oml容量瓶,用蒸馏水稀释至刻度;此溶液As”+浓度为一00产g/ml;2.砷工作液:移取2.Oml贮备液于500ml容量瓶中,用水稀释至刻度;此溶液As”+浓度为0.4群g/ml;使用时当天配制;3.35%氢氧化钠溶液(优级纯);4.钻溶液:称取40.37gCoC12·6HZO(分析纯),溶于少量水中,加几滴稀硫酸后,稀释至sooml;此溶液CoZ十浓度为20mg/ml;5.Kl,抗坏血酸,酒石酸,柠檬酸等均为分析纯;实验用水均为重蒸去离子水。二、分析方法(一)绘制工作曲线于50ml烧杯中按图l的数据分别加入不同量的砷工作液,再依次分别加入6ml4.smol硫酸,1.sgKI,0.19抗坏血酸。充分溶解后,加入少量水调至溶液无色(使12消失)。再加入().lgMnSO4,溶解后加入6ml35%氢氧化钠溶液。冷至室温,即加入Zml钻溶液,1.smllmol酒石酸,1.sml1mol柠檬酸,稀释至近50ml。用硫酸调节pH值为1.2。定容50ml。取10ml洛液于电解池中,通氮气除氧5分钟。在一0.50一一1.OV电压范围内,以饱和甘汞电极为参比电极,根据峰电流值绘制标准曲线(图l).(二)分析环境水样知,Kll.59、MnSO4o.lg、氢氧化钠6ml、Co“+2ml、抗坏血酸0.19、酒石酸和柠檬酸各1.5ml为最佳条件。nù健Uǎ后à饱侧As(X10一7mol)图1砷的工作曲线量取适量水样于50ml烧杯中,以绘制标准曲线的同样步骤进行测定。以峰电流的大小,由标准曲线求算水样中的砷含量。0.81.0图21.21.41.61.8闭酸度的影响ǎ后à恤豁2018162019181716(.)褪侣结果与讨论一、实验条件的选择(一)催化体系As“十在钻盐、酒石酸和支持电解质NaZSO`三者共存条件下有催化波【5’,但灵敏度低(4X10一7mol)。本文实验证明,在上述体系中,再加适量Kl、柠檬酸和MnZ+,可使峰电流增高。在选定条件下,灵敏度可达Zx1o一”mol(1.5PPb)。酒石酸,柠檬酸浓度在1:1时,峰电流最大。(二)试剂加入量的选择下述实验是在50ml烧杯中,按表1的量加入试剂,不同的是每项实验只改变其中的一种试剂量,然后稀释至somlo表1底液组分l4120.51.01.52.02.5Kl(g)图3Kl的影响试试剂剂H250;;;KIII抗坏血酸酸MnSO``(((((4.smol)))(固)))(固)))(固)))加加入量量约7.smlll1.59990.19990.1999试试剂剂NaOHHHCoZ十十酒石酸《mol)))砷工作液液(((((35%)))(Zomg/ml)))柠檬酸(mo])))(().4产g/ml)))加加入量量6mlllZmlll各1.smlll5mlll0.050.10.150.2MnSO礴(g)图4MnZ十的影响酸度的影响在实验过程中,先加入6ml4.smol硫酸,最后以硫酸调溶液的pH值。当溶液的pH值为1.2时,测得的峰电流最大。测试结果见图2。其他各试剂加入量的影响由图3一图6可ǎ后)褪俐2016181491035%NaOH(ml)图5NaOH的影响表3水样分析结果及回收试验(X10“7mol)水水样样取样量量本底值值加入量量测得量量回收量量回收率率(((((ml)))))))))))(%)))工工厂废水(l)))10002、2555530004.00082.55588849工工厂废水(2〕〕255514.(3)))10.00002落.000l6().100030333工工厂废水(3》》(l)))2.2Z000)t0004.10000.]000000089湖湖水水25550.00006.710003555().755510777河河水水25551.10001.2500000071.60000777Où,`ǎ后à迪侧2345620鳍/mlCo(JJ)(mJ)图6CO“十的影响(三)干扰物质的影响表2列出了干扰物质对峰电流的影响。由表2可知,PbZ十、CuZ十、苯酚、Zr飞2十、Bi“牛、A13十、PO4”一在100()倍以上,Cr络十、Se4+、Mo6十、Te6斗、甲醛、Ca“十、CdZ十、Fe3+在100倍以上,Sb”十在40倍以上,NiZ十在20倍以上时,对峰电流均不产生明显影响。其中,Cd“十在此条件下,其极谱波在As“+催化波前;Sb“十的催化波在As”十催化波后。表2千扰物质对峰电流的影响(AS”+5又10’7mol)干干扰物质质对As3十的倍数巾巾峰高百分率卒***PPPbZ十十10()()))l()()))CCCr6662(J()))9888ssse””4才)()))1()222CCCuZZZl()()()))9222ZZZnZ十十l()(川川i()()))SSSb3牛牛4OOO10222MMMo4””3`)(〕〕9666TTTe66615板)))9000BBB13十十l()(川川9888CCCaZ爷爷5{川川一9888AAA133310()()))9555III,()J``1()()()))9666NNN12``2(}}}9222CCCdZ``5在川川9书书FFFe333I(}()))9666苯苯酚酚}瓜》毛川川9333甲甲醛醛4()()))9555择性好,准确、稳定、快速,可用于直接测定环境水样中的无机砷。土壤和生物样品经消化后,亦能以本法进行测定。参考文献[1]刘绍璞,理化捡验,8(6),(1975)2[了中国科学院卫生研究所,水质分析法,人民卫生出版社,1975年[3]吴振庭等,分析化学,9(2),245(1981)〔6]P.P.月auu八P.,3aB.月a6.,38(9),1053一1057(1972)〔5]华惠珍等.化学学报,30(8),448(1964)(收稿日期:1987年12月6日)、戏护、呜奋,妈奋解七之,召`、呜夕`气夕、气;,八;,气乃,召奋,舀,、气,,弓护,叱碑丫气钾,气户、艘七、`矛、峨口(上接37页)性污泥工艺相比,在同等的进出水质前提下,基建投资可节省20一40%,运行费用可降低10一20%,占地面积可缩小30一50%。(四),特别适宜于、小规模的污水处理。SBR工艺可按水量、水质的变化、灵活地调节曝气时间和供氧量,既可在经济有效的条件下正常运行,又可应用生物竞存机制,抑制活性污泥的膨胀。(五)排水设施是SBR系统运行的关键之.对AS“的倍数以PPb计:“无干扰离子存在下,AS“干峰高为l()()%二、试样实测结果及回收率对5个环境水样进行了测试,结果列于表3。所得到的回收率为90一107%。结果表明,本方法具有较高的灵敏度,选我们的实践证明,SBR系统不存在任何实质性的困难。目前,遇到的唯一问题是,排水的初期带泥。国外的排水设施有潜水泵和浮桶2种,我们只用了浮桶。虹吸式浮桶虽能减少排水带泥现象,但对软管质体要求较高。(六)生物除氮、除磷需要特定运行方式。我们设计的4个SBR系统,均以去除通常的有机物为主要目的。考核指标为COD、BOD。但采用目前的运行方式、生物除氮效果不佳。如需要在SBR系统中进行生物除氮、除磷、则需相应地调整曝气工艺和运行方式。(收稿日期:1988年2月6日)