摘要：本文采用原子吸收法测定工业废水中重金属镍的含量。 通过优化取样方法和消解方法，测定结果与上海研究所及第三方检测结果对比，均无显着差异。 关键：原子吸收； 工业废水； 镍：X703镍位于元素周期表第四周期族。 它具有比较活泼的化学性质，常用作合金和化学合成催化剂[1]。 在催化剂制备行业中，由于使用含镍试剂以及使用镍合金金属容器和管道，很容易将镍元素带入工业废水中。 镍在自然界中大多以化合物的形式存在，在天然水中的浓度不高。 然而，随着工业的发展，特别是工业废水的大量排放，环境中的镍逐年增加。 过量的镍会引起皮肤湿疹，摄入可能会引起呕吐和腹泻。 同时镍具有一定的致敏性。 研究表明，镍与冠心病[2]、心肌梗塞、鼻咽癌的发病有关[3]。 因此，工业废水必须经过有效处理，达到规定标准后才能排放。 2018年上海市废水排放标准规定，镍的排放标准为0.1mg/L，铬的排放标准为0.5mg/L。 其中，镍的测定方法规定为国家标准方法GB/《水质镍的测定火焰原子吸收分光光度法》，但现行版本标准于1989年发布。标准为0.05mg/L，校准曲线浓度为0.2～5.0mg/L，显然不适合最新的排放标准。
因此，本文对废水中镍含量的测定方法进行优化，以获得可靠的检测结果，满足工业废水处理的需要。 1.1 仪器及工作参数岛津AA-6800型原子吸收分光光度计，配有10cm乙炔-空气单缝燃烧头、镍空心阴极灯、铬空心阴极灯。 仪器参数见表1。 1.2 试剂实验用水：纯净水； 硝酸：优级纯； 镍标准材质：/L； 铬标准物质：/L。 1.3 标准溶液的制备 镍标准溶液的连续配制：用移液管吸取上述镍标准储备液 1 ml 至 100 ml 容量瓶中，加水稀释至定容，摇匀，含量为 10 mg /L。 然后用移液器吸取上述10mg/L标准溶液0、1、2、3、4、5ml至一系列100ml容量瓶中，加水定容至100ml，摇匀，使含量分别为0. 、0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L。 铬标准溶液系列配置：用移液管吸取上述镍标准储备液1ml至100ml容量瓶中，加水稀释至定容，摇匀，含量为10mg/L。 然后用移液器吸取上述10mg/L标准溶液0、1、2、3、4、5ml至一系列100ml容量瓶中，加水定容至100ml，摇匀，使含量分别为0. 、0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L。
1.4 样品制备：用500ml洁净磨口瓶取车间现场工业废水约200ml，称取样品约50g，加2ml硝酸消解，转移并稀释至50ml容量瓶中待测。 1.5测试：根据选定的最佳仪器工作条件和配置的标准溶液，制作浓度和强度的工作曲线，在相同条件下测试样品，并记录浓度。 结果与讨论从2018年开始，上海实施了新的污水排放标准，其中镍含量要求极为严格。 此前最低检测浓度由1mg/L降低至0.1mg/L。 这给催化剂制造商带来一定的挑战。 选取中国石化催化剂上海分公司丙烯腈催化剂生产装置废水，建立分析方法。 分析方法建立后发现分析结果与外包第三方的测试结果并不完全一致。 经沟通发现，造成偏差的原因包括方法误差、仪器误差和试剂误差，如表2所示。 2.1仪器影响本单位使用的仪器为岛津AA-6680仪器，响应值最低达到0.02mg/L左右； 第三方单位使用的仪器为热电仪器，最低响应值在0.05mg/L左右； 各个品牌仪器的信号响应都存在一定的偏差。 2.2 影响样品本身性质的因素。 工业废水具有浑浊、性质不均匀的特点。 第三方采用的方法是摇匀样品溶液，用移液器移取100ml。 加硝酸消化后，转移并定容至100ml，作为供试品。
本装置采用摇匀样品溶液的方法，称取样品50g，加入硝酸消解，然后定容至体积50ml，作为实验对象。 一方面，这是因为废水样品比较浑浊，移液管口较细，容易堵塞或大的不溶颗粒难以收集。 对样品进行称重可以更好地保证取样的代表性。 另一方面，称重步骤相对简单，可以加快样品分析速度。 2.3 标准溶液的影响 我公司和第三方采购的标准溶液均由有资质的厂家提供。 虽然都是标准/L含镍标准溶液，但出厂时浓度存在一定偏差。 这就导致不同厂家或同一厂家不同批次的含镍标准溶液之间存在一定的偏差。 同时，检测过程中使用的低浓度标准溶液由各单位独立配置。 不同的测试仪在配置过程中会出现一定的操作错误。 标准溶液的差异以及操作人员的操作失误也会导致同一样品由不同的单位进行检测，检测结果会出现一定的偏差。 如表2所示，在第三方仪器上，使用第三方标准溶液绘制曲线，检测本单位的0.5 mg/L标准溶液。 测试结果为0.548 mg/L，相对偏差为9.6%。 这不适用于低浓度仪器分析。 通过了，也说明本单位配置的0.5mg/L标准溶液是正确的。 2.4 分析方法的影响 第三方严格按照国家标准方法进行测量。 选择配置1mg/L、2mg/L、5mg/L镍标准溶液。 在选定的仪器工作参数下，测量各溶液的吸光度并绘制标准曲线。
我单位选择配置0.1mg/L、0.2mg/L、0.3mg/L、0.4mg/L、0.5mg/L准溶液。 在选定的仪器工作参数下，测量各溶液的吸光度并绘制标准曲线。 第三方的选择是基于国标方法，但现行的国标是1989年颁布实施的，已经是很久以前的事了，国标方法的最低检测浓度为0.05mg/L。 但上海要求污水中镍含量为0.1mg/L，属于极低浓度范围。 当镍含量为0.05mg/L～0.1mg/L时，国标方法可以检测，但定量存在较大误差。 第三方标准曲线显然不适用于低镍含量的样品溶液。 2.5 标准曲线：按试验方法测定镍标准溶液系列，绘制标准曲线。 结果如图所示。 镍在0.1～0.2 mg/L质量浓度范围内与原子吸收信号值呈线性关系，相关系数为0.9977。 2.6 方法比较为了验证方法的可靠性，采用ICP法对工业废水样品进行分析，并在上述讨论后，采用两种不同的原子吸收方法进行测试，并对分析结果进行比较。 结果如表所示。 从表3可以看出，两种不同方法得到的数据相差很小。 但采用ICP检测时，不同元素之间的干扰较大，ICP仪器的操作比原子吸收仪器更为复杂和繁琐。 因此，我单位采用原子吸收法进行检测，可以提高分析速度和劳动效率。
2.7 重现性试验为了验证分析方法结果的重现性，将车间生产污水样品放置一周，然后采用ICP法和原子吸收法再次进行测试。 测试结果如表4所示。两次测量结果差异很小，证实了分析方法具有良好的重现性。 结论：在选定的仪器条件下，采用原子吸收法分析了工业污水中镍的含量。 将结果与第三方结果进行比较，并分析误差原因。 将原子吸收法与ICP法进行比较，验证分析方法的准确性。 对同一样品重复测定后，分析结果差异不大，验证了分析方法的重现性。 周继贵，魏春山，腊万英。 临床微量元素[M]． 石家庄：河北科学技术出版社，1994。陈青，卢国成。 微量元素与人体健康[M]． 北京：北京大学出版社，1989。-全文结束-