廖征軍

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑與環(huán)境工程系，四川遂寧　629000）

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原子吸收分光光度法測(cè)定廢水中的鎳

廖征軍

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑與環(huán)境工程系，四川遂寧629000）

摘要：本文介紹了利用WFX—110型原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定廢水中鎳的原理、方法及最佳測(cè)試條件.本法易操作、速度快、干擾少、精密度和準(zhǔn)確度較高.

關(guān)鍵詞：鎳元素；分析檢測(cè)；原子吸收分光光度計(jì)；最佳測(cè)試條件

鎳是一種貴重金屬，含鎳廢水主要來(lái)自于鎳的采礦與冶煉、鎳合金加工和鎳電鍍等行業(yè).隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，我國(guó)含鎳廢水日漸增多，鎳污染日趨嚴(yán)重.為保護(hù)環(huán)境，減少資源浪費(fèi)，需要對(duì)含鎳廢水進(jìn)行有效治理.而作為治理污染的主要依據(jù)之一，對(duì)含鎳廢水中鎳含量進(jìn)行精確的分析檢測(cè)就顯得十分重要.利用原子吸收分光光度計(jì)來(lái)分析廢水中鎳的含量在環(huán)境監(jiān)測(cè)與工業(yè)分析中運(yùn)用比較普遍，但隨著儀器型號(hào)及生產(chǎn)廠家的不同，若要同時(shí)確保分析的精密度、準(zhǔn)確度、均值-極差、加標(biāo)回收率等質(zhì)控指標(biāo)都能達(dá)到理想狀態(tài)，分析人員就必須根據(jù)所用儀器的實(shí)際特性來(lái)探索分析的具體方法并選擇最佳的測(cè)試條件.就原子吸收分光光度計(jì)來(lái)講，所選特征譜線值、火焰類(lèi)型、燃助比、狹縫寬度、燃燒器高度、響應(yīng)時(shí)間、燈電流大小、高壓粗調(diào)等儀器參數(shù)和測(cè)試條件都會(huì)影響分析檢測(cè)的結(jié)果[1].筆者在企業(yè)一線從事環(huán)境保護(hù)分析監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上，對(duì)利用南京分析儀器設(shè)備廠生產(chǎn)的WFX-110型原子吸收分光光度計(jì)分析該廠含鎳廢水中鎳含量的具體方法和最佳儀器參數(shù)等測(cè)試條件進(jìn)行了探索與總結(jié)，經(jīng)質(zhì)控檢驗(yàn)表明，該法準(zhǔn)確、可靠，能夠滿足微量分析的需要.

1　方法原理

1.1方法原理

原子吸收是基態(tài)原子吸收來(lái)自空心陰極燈發(fā)出的共振線，吸收共振線的量與樣品中元素的含量成正比.因此根據(jù)譜線強(qiáng)度的改變量即可測(cè)定樣品中元素的含量[2].對(duì)于含鎳廢水，將含鎳試樣噴入空氣-乙炔貧燃火焰中，鎳元素便由離子態(tài)離解或還原成基態(tài)原子，其對(duì)銳線光源（此處即鎳空心陰極燈）發(fā)出的特征譜線產(chǎn)生選擇性吸收.因在一定條件下，該特征譜線光強(qiáng)度的變化（即吸光度）與鎳元素的濃度成正比，故將所測(cè)試樣的吸光度與鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度進(jìn)行比較，即可確定廢水中鎳元素的濃度.

1.2適用范圍

本法適用于工業(yè)廢水、地表水和地下水中鎳元素的含量分析.其檢出限為0.01μg/mL，在0.015μg/mL -8.0μg/mL范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系.

2　方法步驟

2.1儀器藥品

WFX-110型原子吸收分光光度計(jì)(南京分析儀器設(shè)備廠制造)、鎳空心陰極燈、電熱板、乙炔瓶（乙炔≥99.6%）、空氣壓縮機(jī)（有除水、除塵裝置）.

硝酸（GR級(jí)）；高氯酸（GR級(jí)）；鎳粉（光譜純）；去離子水（電阻率在1×106-10×106Ω.cm）；濃度0.2%的硝酸（取2mL優(yōu)級(jí)純硝酸，用去離子水定容至1000mL）；濃度1%的硝酸（取10mL優(yōu)級(jí)純硝酸，去離子水定容至1000mL）；鎳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（準(zhǔn)確稱取光譜純鎳粉0.1000g溶于10mL 1＋1硝酸溶液中，加熱至近干，加1%硝酸溶解并定容至1000mL，其含鎳量為100.0μg/mL）；鎳標(biāo)準(zhǔn)使用液（取鎳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液20.00mL于200mL容量瓶中，加入1＋1硝酸4mL，去離子水定容，其含鎳量為10.0μg/mL）.

2.2測(cè)試條件

筆者在利用南京分析儀器設(shè)備廠生產(chǎn)的WFX-110型原子吸收分光光度計(jì)對(duì)含鎳廢水中鎳的含量進(jìn)行分析檢測(cè)多年，總結(jié)出了利用該儀器測(cè)定含鎳廢水中鎳的最佳測(cè)試條件，見(jiàn)表1.

表1　鎳的測(cè)試條件

2.3操作步驟

2.3.1取樣

用聚乙烯塑料瓶（使用前應(yīng)先用2%的硝酸浸泡24小時(shí)，再用去離子水洗滌干凈）取樣.取樣時(shí)要用含鎳廢水洗滌塑料瓶及瓶蓋2-3次，取樣后應(yīng)立即加入濃硝酸酸化，使其pH值在1.5左右，以防止廢水中的金屬微粒及金屬氫氧化物附著在塑料瓶瓶壁而影響測(cè)試結(jié)果[3].

2.3.2預(yù)處理預(yù)處理應(yīng)視水樣水質(zhì)按以下三種情況處理：其一，對(duì)于清潔地表水和不含懸浮物的地下水樣品可直接分析測(cè)定.

其二，對(duì)于較混濁的樣品，每100mL水樣中應(yīng)加入1mL濃硝酸，在電熱板上微沸10-15min，冷后用預(yù)先經(jīng)0.2%的硝酸洗過(guò)的中速濾紙濾入100mL容量瓶中，并用0.2%的硝酸定容.

其三，對(duì)于含懸浮物和有機(jī)物較多的樣品，在每100mL水樣中加入5mL濃硝酸，在電熱板上加熱消解至10mL左右，再加入5mL濃硝酸和2mL高氯酸繼續(xù)消解至近干.如消解還不夠完全，可再加入5mL濃硝酸和2mL高氯酸并再次蒸至近干.取下冷卻后，加入0.2%的硝酸溶解殘?jiān)芙鈺r(shí)可稍加熱.再次冷卻后，通過(guò)預(yù)先用0.2%的硝酸洗過(guò)的中速濾紙濾入100mL容量瓶中，并用0.2%的硝酸定容[3].

取0.2%的硝酸100mL，按上述相同方法操作，以此為空白（每分析一批試樣要平行測(cè)定1-2個(gè)空白樣）.

2.3.3測(cè)定

第一步，儀器準(zhǔn)備.按南京分析儀器廠生產(chǎn)的WFX-110型原子吸收分光光度計(jì)說(shuō)明書(shū)進(jìn)行.

第二步，校準(zhǔn)曲線.分別吸取鎳標(biāo)準(zhǔn)使用液0 mL、2.50 mL、5.00 mL、10.00 mL、15.00 mL、20.00 mL、25.00mL于7個(gè)50mL容量瓶中，用1%硝酸定容.按表1選擇測(cè)試條件，調(diào)好儀器后依次測(cè)定每份溶液的吸光度，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果繪制吸光度-濃度曲線（或計(jì)算校準(zhǔn)曲線回歸方程及其相關(guān)系數(shù)）.

第三步、試樣測(cè)定.分別測(cè)定空白樣和試樣的吸光度.測(cè)畢，用試樣的吸光度減去空白樣的吸光度后，從校準(zhǔn)曲線上可查出（或通過(guò)回歸方程式計(jì)算出）試樣中鎳的濃度.

第四步、結(jié)果計(jì)算.試樣的鎳濃度按下式計(jì)算：

鎳=c.n（mg/L）[3]

試中：c—從校準(zhǔn)曲線上查出（或通過(guò)回歸方程式計(jì)算出）的試樣中鎳的濃度（μg/mL）；

n—被測(cè)試樣的稀釋倍數(shù).

3　方法檢驗(yàn)

3.1精密度檢驗(yàn)

筆者在對(duì)廢水樣品進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析的同時(shí)，曾用濃度為X0=2.00mg/L的鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行了10次平行測(cè)定，以此檢驗(yàn)該方法的精密度.其結(jié)果見(jiàn)表2.

表2　鎳標(biāo)準(zhǔn)試樣（2.00mg/L）測(cè)定結(jié)果

根據(jù)表2計(jì)算得知：

取置信水平P=0.95，因自由度，依此查t值表知：t=2.262.可見(jiàn)，實(shí)際所得0.218時(shí)t的絕對(duì)值小于置信水平P=0.95時(shí)2.262的臨界值tα，表明檢測(cè)結(jié)果的可信度高.

3.2均值—極差控制檢驗(yàn)

筆者從所有平行雙樣的分析結(jié)果中隨機(jī)抽取20對(duì)作均值—極差控制檢驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表3和圖1.

從圖1可見(jiàn)，均值曲線除一個(gè)點(diǎn)略超下控制線（LAL）外，其余各點(diǎn)均在上下控制線（UAL和LAL）之內(nèi)，無(wú)超過(guò)警戒線（UWL和LWL）的情況，極差控制曲線也很正常，故均值—極差控制檢驗(yàn)合格.

3.3準(zhǔn)確度控制檢驗(yàn)

為確保監(jiān)測(cè)分析符合質(zhì)量控制相關(guān)要求，實(shí)際測(cè)定中，作加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)并進(jìn)一步制作準(zhǔn)確度(P)控制圖對(duì)測(cè)定過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制是十分必要的.為此，筆者在作t值檢驗(yàn)的同時(shí)，還作了加標(biāo)回收率試驗(yàn)，其結(jié)果均在97.42%-103.20%之間，滿足加標(biāo)回收率應(yīng)在95%-105%范圍的要求，表明該法能獲得準(zhǔn)確的測(cè)定結(jié)果[4].在此基礎(chǔ)上，從所有加標(biāo)回收率X中隨機(jī)抽取20個(gè)進(jìn)一步作準(zhǔn)確度控制圖，其結(jié)果見(jiàn)表4和圖2.

圖2顯示，在準(zhǔn)確度控制圖中，各點(diǎn)均在上下警戒線（UWL和LWL）之內(nèi)，表明方法的準(zhǔn)確度符合要求.

綜上可知，利用WFX-110型原子吸收分光光度計(jì)對(duì)含鎳廢水進(jìn)行分析檢測(cè)，在本文所述方法和試驗(yàn)條件下，其精密度、準(zhǔn)確度均符合質(zhì)控要求.

表3　原子吸收分光光度法測(cè)定鎳控制樣的結(jié)果（mg/L）

圖1　原子吸收分光光度法測(cè)定鎳的均值—極差控制圖

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表4　原子分光光度法測(cè)定鎳的加標(biāo)回收率X（%）

圖2　原子吸收分光光度法測(cè)定鎳的準(zhǔn)確度控制圖

5　結(jié)語(yǔ)

原子吸收分光光度計(jì)作為微量甚至痕量分析儀器，在科研院所、工業(yè)企業(yè)的理化分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及一些大專院校相關(guān)專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用甚廣[5].但隨著型號(hào)和制造廠家的不同，其具體測(cè)試方法和測(cè)試條件存有一定差異，因此針對(duì)儀器具體情況進(jìn)行必要的探究，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義.

參考文獻(xiàn)：

[1]李昌厚.原子吸收分光光度計(jì)儀器及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[2][蘇]Ю.Ю.盧里耶.工業(yè)污水的化學(xué)分析[M].雷世寰等譯.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1989.

[3]魏復(fù)盛.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].第4版.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[4]張亞麟.環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

[5]李昌厚.原子吸收分光光度計(jì)儀器及其應(yīng)用的最新進(jìn)展[J].光譜儀器與分析，2006，（3）.

責(zé)任編輯：張隆輝

Ont he Measure of Ni ckel i n Wast e Wat er by At omi c Absorpt i on Spect rophot omet ry

LIAOZhengjun

(Constructionand Environmental Engineering Department,Sichuan Vocationaland Technical College, Suining Sichuan629000)

Abst ract :The paper introduces the principles, methods and the best experimental condition of the measure of nickel in waste water by WFX-110 atomic absorption spectrophotometry.The method has theadvantagesofeasyoperation,fastspeed,lowinterference,precisedensityandhighaccurate.

Key words:Nickel; Analysis and Detection; Atomic Absorption Spectrophotometry; Best Experimental Condition

中圖分類(lèi)號(hào)：X832

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672- 2094（2016）01- 0162- 04

收稿日期：2015-12-09

作者簡(jiǎn)介：廖征軍（1966-），男，四川大英人，四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授.研究方向：水污染控制.