电感耦合等离子体发射光谱法测定表面处理废水中重金属元素

金跃斯

（温州市鹿城区环境监测站 325000）

电镀废水中的重金属对人体健康和生态环境均能造成危害[1-3]。环境保护工作是从防治水体重金属污染开始，排放有关重金属的企业必须有处理措施。现在厂内主要污染物是表面处理排放的废水，涉及表面处理的生产线有镀铜、镀锌、镀铬、镀镉、镀镍、阳极化、电抛光等，主要排放的污水重金属有五种（Cu、Zn、Cr、Cd、Ni）[4-7]。现在测定重金属的方法主要有分光光度法、原子吸收法、原子荧光法、电感耦合等离子体光谱法（即 ICP法）等[8-10]。本文使用PerkinElmer 公司Optima 5300V 对于污水中重金属进行检测，确立元素分析线，稳固试验成果，编制操作规程等。

1 试验部分

1.1 仪器试剂与仪器

选用 Optima 5300V 电感耦合等离子体发射光谱仪；试剂（标准样品来自于环境保护部标准样品研究所和北钢院）镍标准溶液：0.65mg/L；1.3mg/L；镉标准溶液：0.0453mg/L；0.0906mg/L；铬标准溶液：1.00mg/L；10.00mg/L；铜标准溶液：0.50mg/L；0.25mg/L；锌标准溶液：1.00mg/L；2.00mg/L；参照国标GB21900-2008（电镀污染物排放标准）中对五种重金属排放要求，配制标准控制样品，控制样品的浓度如下：镍控制溶液：0.681mg/L；镉控制溶液：0.119mg/L；铬控制溶液：0.590mg/L；铜控制溶液：0.591mg/L；锌控制溶液：0.297mg/L；

1.2 仪器工作条件

发生器功率：1.3KW；等离子气流量：15L/min；辅助气流量：0.2L/min；载气流量：0.8L/min；液提升量：1.5mL/min；冲洗时间5S；检测时间30S。元素分析波长的选择：Cr：267.716nm；Ni：213.604nm；Zn：213.857nm；Cd：228.802nm；Cu：324.752nm。

1.3 试验方法

污水状态的确认：如果污水是澄清的，不需要处理。如果污水浑浊，加入1+1 硝酸1mL，加入酸之后，还不能澄清的，过滤后再检测。因为污水中的重金属含量比较低，所以尽量不要稀释处理。在ICP上建立污水检测方法，按照顺序测定空白，标准样品，控制样品，待测污水试样。

2 结果讨论

2.1 分析谱线的选择

由于污水成分复杂，含有大量的氧化剂还原剂，还有络合剂金属元素，给测定工作带来很大的困扰，综合分析发射强度、稳定性，分析曲线和谱线干扰，试验方法元素的分析谱线见表 1。以铬元素的分析谱线（见图 2）为例。综合铬元素的三条分析曲线（图 1）均比较好，曲线的相关系数均在 99%以上，还有谱线的干扰（图 2），明显205nm的干扰比较大，建议舍弃。以及发射强度267nm的发射强度最大，综合以上因素，最终选择267nm为铬的分析谱线。

表1 元素的分析谱线

2.2 标准曲线和检出限

按照1.1.2的标准溶液的浓度，建立标准曲线，以下以铬元素为例，标准曲线见表2。

元素的检出限见表2。

表2 元素的检出限

2.3 方法稳定性

以铬元素（1.0mg/L）为例，改变试验设备的检测时间和溶液的酸碱度，试验结果的稳定性有很大差异，最终选择检测时间60S，酸度为 1%硝酸，为最佳检测状态，测试结果稳定。

表3 稳定性试验结果

2.4 方法的准确度和精密度

对于已知环境标准样品进行5次测定，测定结果平均值见表4：

表4 环境标准样品测定结果

从表4实验结果上边可以看出，5种元素RSD值均小于5%，因此所建立方法可靠，可以满足试验要求。

2.5 实际污水样品检测

取某表面处理电镀废水水试样一瓶，用 ICP 连续测定5次，结果见表5：

表5 五次污水测定结果（n=5） 单位mg/L

从上边的数据可以看出，平行误差不大，可以满足检测要求。五种元素的相关系数均达到0.999以上，测定值均在检出限以上，可以满足试验要求。

3 结论

根据GB21900-2008 电镀污染物排放标准的规定：总铬≤1.0mg/L；总铜≤0.5mg/L；总镍≤0.5mg/L；总锌≤1.5mg/L；六价铬≤0.2mg/L；总镉≤0.05mg/L，试验中所测污水的含量均未超过排放标准的规定。本工作采用ICP测定污水中的重金属元素，对于标准物质进行测定，结果验证试验方法的准确度。方法具有准确、快速、检出限低、灵敏度高、线性范围宽等优点，适用于污水中重金属元素的检测。