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废水中金属化合物的测定

  废水中金属化合物的测定

  水体中的金属元素有些是人体健康必须的常量元素和微量元素,有些是有害于人体健康的,如汞、镉、铬、铅、砷、铜、锌、镍、钡、钒等。受“三废”污染的地面水和工业污水中有害金属化合物的含量往往明显增加。有害物质侵入人体的肌体后,将会使某些酶失去活性而使人体出现不同程度的中毒症状。测定水体中金属元素广泛采用的方法有分光光度法、原子吸收分光光度法、容量法。

  1、汞的测定:汞及其化合物属于剧毒物质,无机盐中以氯化汞毒性最大,有机汞以甲基汞、乙基汞毒性最大。汞是唯一一个常温下呈液态的金属,易挥发进入人体呼吸道,亦可为皮肤吸收,造成汞中毒。水体中的微量汞可经食物链成百万倍的富集,引发“水俣病”。天然水中含汞极少,一般不超过0.1μg/L。我国饮用水标准限值为0.001mg/L。汞的最低检出浓度为2μg/L,测定上限为40μg/L。方法适用于工业污水和受汞污染的地面水的监测。

  测定方法:冷原子吸收法、双硫腙分光光度法

  2、镉的测定:镉在浓度很低的情况下都具有很强的毒性,可在人体的肝、肾等组织中蓄积,造成各脏器组织的损坏,尤以对肾脏损害最为明显。还可以导致骨质疏松和软化。镉在土壤和岩石中的自然存在,通常情况下与锌及其化合物共存。绝大多数淡水的含镉量低于1μg/L,海水中镉的平均浓度为0.15μg/L。镉的主要污染源是电镀、采矿、冶炼、染料、电池和化学工业等排放的污水。

  测定方法:(测定镉、铜、铅、锌等元素时)

  直接火焰原子吸收分光光度法(适用于污水和受污染的水)

  萃取或离子交换法富集FAAS(适用于清洁水)

  石墨炉AAS(适用于清洁水,其测定灵敏度高于前两种方法,但基体干扰较火焰原子化法严重)

  A、直接吸入FAAS测定镉(铜、铅、锌) 清洁水样可不经预处理直接测定;污染的地面水和污水需用硝酸或硝酸-高氯酸消解,并进行过滤、定容。

  定量分析方法:标准曲线法、标准加入法

  B、双硫腙分光光度法

  原理:方法基于在强碱性介质中,镉离子与双硫腙生成红色螯合物,用三氯甲烷萃取分离后,于518nm处测其吸光度,与标准溶液比较定量。

  干扰情况:水样中含铅20mg/L、锌30mg/L、铜40mg/L、锰和铁4mg/L,不干扰测定,镁离子浓度达20mg/L时,需多加酒石酸钾钠掩蔽。

  本方法适用于受镉污染的天然水和污水中镉的测定,测定前应对水样进行消解处理。

  3、铅的测定

  铅是可在人体和动植物组织中蓄积的有毒金属,其主要毒性效应是导致贫血、神经机能失调和肾损伤等。铅对水生生物的安全浓度为0.16mg/L。铅的主要污染源是蓄电池、冶炼、五金、机械、涂料和电镀工业等部门的排放污水。

  测定方法:测定水体中铅的方法与测定镉的方法相同。广泛采用原子吸收分光光度法和双硫腙分光光度法,也可以用阳极溶出伏安法和示波极谱法。

  双硫腙分光光度法基于在pH8.5—9.5的氨性柠檬酸盐-氰化物的还原介质中,铅与双硫腙反应生成红色螯合物,用三氯甲烷(或四氯化碳)萃取后于510nm波长处比色测定。

  测定时,要特别注意器皿、试剂及去离子水是否含痕量铅,这是能否获得准确结果的关键。Bi3+、Sn2+等干扰测定,可预先在pH2—3时用双硫腙三氯甲烷溶萃取分离。为防止双硫腙被一些氧化物质如Fe3+等氧化,在氨性介质中加入了盐酸羟胺。

  4、铜的测定

  铜是人体所必须的微量元素,缺铜会发生贫血、腹泄等病症,但过量摄入铜亦会产生危害。铜对水生生物的危害较大,有人认为铜对鱼类的毒性浓度始于0.002mg/L,但一般认为水体含铜0.01mg/L对鱼类是安全的。铜对水生生物的毒性与其形态有关,游离铜离子的毒性比络合态铜大得多。世界范围内,淡水平均含铜3μg/L,海水平均含铜0.25μg/L。铜的主要污染源是电镀、冶炼、五金加工、矿山开采、石油化工和化学工业等部门排放的污水。

  测定方法:二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法、新亚铜灵萃取分光光度法

  5、铬的测定

  铬化合物的常见价态有Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ) ,受水温、pH值、氧化还原物质、有机物等因素的影响,二者之间可以互相转化。铬的毒性与其存在价态有关。铬的工业污染源主要来自铬矿石加工、金属表面处理、皮革鞣制、印染。照相材料等行业的污水。铬是水质污染控制的一项重要指标。

  (1)六价铬的测定 在酸性介质中,六价铬与二苯碳酰二肼(DPC)反应,生成紫红色络合物,于540nm波长处进行比色测定。

  本方法最低检出浓度为0.004mg/L,使用10mm比色皿,测定上限为1mg/L。其测定要点如下:

  对于清洁水样可直接测定;

  对于色度不大的水样,可用以丙酮代替显色剂的空白水样 作参比测定;

  对于浑浊、色度较深的水样,以氢氧化锌做共沉淀剂,调节溶液pH至8—9,此时Cr3+、Fe3+、Cu2+均形成沉淀被过滤除去;

  存在亚硫酸盐、二价铁等还原性物质和次氯酸盐等氧化性物质时,也应采取相应消除干扰措施。

  (2)总铬的测定 在酸性溶液中,首先,将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬,过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解,过量的亚硝酸钠用尿素分解;然后,加入二苯碳酰肼显色,于540nm处进行分光光度测定。其最低检出浓度同六价铬。清洁地面水可直接用高锰酸钾氧化后测定;水样中含大量有机物时,用硝酸-硫酸消解。

  硫酸亚铁铵滴定法:

  本法适用于总铬浓度大于Img/L的污水。其原理为在酸性介质中,以银盐作催化剂,用过硫酸铵将三价铬氧化成六价铬。加少量氯化钠并煮沸,除去过量的过硫酸铵和反应中产生的氯气。以苯基代邻氨基苯甲酸作指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,至溶液呈亮绿色。

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