水處理劑聚氯化鋁屬無機(jī)高分子混凝劑
儀器
北京吉天AFS-930原予熒光光度計(jì),具砷特種空心陰很燈(北京有色金屆研究院)。
很純水機(jī)(美國PALI,公司,型號(hào)JPurelab Classic UV)
試劑:
砷標(biāo)準(zhǔn)溶液(p(As) =0:00mg/L),購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心。
砷的標(biāo)準(zhǔn)使用液(50.0 pg/L):精確吸取IO.OO mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液(1.2.I)于IOOm镕量瓶中,用 很純水定容至刻度。
硝酸(p= 1.42 g/mL),優(yōu)級(jí)純。
鹽酸(p=1.19 g/mL),優(yōu)級(jí)純。
硫脲,抗壞血酸溶液:稱取1009硫脲(分析純)加約80mL純水,加熱溶解,冷卻后加入10.0g 抗壞血酸(分析純),并使之溶解,以純水定容至lOOmL.
硼氫化鉀溶液(20 g/L):稱取2gKOH(優(yōu)級(jí)純)溶于200ml純水中,加入209硼氫化鉀(分析純),并使之溶解,以純水定容至1000mL。
實(shí)驗(yàn)條件
儀器條件
根據(jù)儀器性能調(diào)至如下蛀佳工作狀態(tài):光電倍增管負(fù)高壓:270V,燈電流:80 mA,原子化器 加熱溫度:200℃,原子化器高度:8 mm,載氣(氬氣)壓強(qiáng):0.02 MPa,載氣流量:400 mUmin, 屏蔽氣流量:800mUmin。
測(cè)量條件
測(cè)量方式:Std.Curve,讀數(shù)方式:Peak.Area,分析樣液注入量:0.5mL,讀數(shù)時(shí)間:7s,延遲時(shí)間:2s。
樣品預(yù)處理
準(zhǔn)確稱取19聚氯化鋁樣品于消化管中,加入3.00 mL很純水和3.0 mL濃硝酸溶液,在恒溫消解儀(不能高于200℃)加熱消解至消化液澄清為止。稍冷后,用少量水洗滌消化管,再加熱并趕酸, 當(dāng)消解液剩下3.0 mL左右時(shí),取下放冷,用很純水將消化液轉(zhuǎn)入50 mL比色管中,用很純水定容。 準(zhǔn)確移取消化液IO.O mL于25.0 mL比色管中,加入1ml硫脲一抗壞血酸(1.25)溶液后待測(cè),同時(shí)做空白試驗(yàn)。
測(cè)定
準(zhǔn)確移取砷的標(biāo)準(zhǔn)使用液(1.2.2)10mL于25.0mL比色管中,加入lmL硫脲,抗壞血酸(1.2.5) 溶液,用自動(dòng)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液法以此50ltg/L砷標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液作為母液,配制成0.00、10.OO、20.00、30.00、 40.00、50.00pg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列,同時(shí)以自動(dòng)進(jìn)樣法測(cè)定各點(diǎn)熒光強(qiáng)度值,較后扣除標(biāo)樣空白值后繪制成砷濃度一熒光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。
樣品測(cè)定:以自動(dòng)進(jìn)樣的方式分別吸取試劑空白和已作樣品預(yù)處理的聚氯化鋁樣品0.5mL(與標(biāo)準(zhǔn)加入量相同),分別測(cè)定試劑和樣品溶液熒光強(qiáng)度值,然后根據(jù)熒光強(qiáng)度一濃度工作曲線,樣品稀釋倍數(shù)計(jì)算出聚氯化鋁樣品中砷的含量。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
方法的精密度
以某自來水廠水處理劑聚氯化鋁為樣本,樣本先經(jīng)加標(biāo)然后消化處理后分別制各成砷含量低、中、高3種試樣,每種濃度平行測(cè)定6次,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差結(jié)果見表l。
方法的準(zhǔn)確度
將水處理劑聚氯化鋁樣品混勻,制成3份均勻性良好的試樣,分別加入不同的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液,制成低、中、高濃度的加標(biāo)試樣,水樣經(jīng)消化處理后每種加標(biāo)試樣平行測(cè)定6次,計(jì)算加標(biāo)回收率。
檢出限和線性
在上述實(shí)驗(yàn)條件及儀器條件下,砷濃度在0-50.0Lg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好相關(guān)系數(shù)r>0.999。 根據(jù)國際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)對(duì)檢出限的定義,“檢出限”根據(jù)能以適當(dāng)置信度被檢出的較小測(cè)定值信號(hào)XL求得:XL=XB+ KSB,式中XB是空白樣品多次測(cè)定的平均值,SB是空白測(cè)定 值的標(biāo)準(zhǔn)偏差,K是所需置信度選定的系數(shù),一般取值為3。根據(jù)這一要求,AFS-930原子熒光光 度計(jì)工作站設(shè)定了檢出限分析操作系統(tǒng),通過運(yùn)算,砷的檢出限為0.36yg/L,若以取19聚氯化鋁樣品進(jìn)行消解,消化處理后定容至50mL分析算,則原子熒光法檢測(cè)水處理劑聚氯化鋁的較低檢出濃 度為0.018yg/g。
方法的實(shí)際應(yīng)用
應(yīng)用原予熒光法隨機(jī)對(duì)中山市內(nèi)多間自來水廠的水處理劑聚氯化鋁試樣中的砷進(jìn)行檢測(cè),其中 液體的水處理劑聚氯化鋁20份、固體的水處理劑聚氯化鋁10份,全部為1類聚氯化鋁(聚氯化鋁按用途分丸二類:I類供生活飲用水用:2類供工業(yè)用水、廢水和污水用),結(jié)果分布如表3所示。 表3 I類聚氯化鋁試樣中砷的含量分布
討論
硼氫化鉀濃度的選擇:
硼氧化鉀作為反應(yīng)體系中的還原劑,是氫化物一原予熒光法中較重要的試劑‘劉,其濃度變化直接 影響砷的熒光強(qiáng)度,在本方法試驗(yàn)中共選擇了0 5%.15%的硼氫化鉀溶液進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明, 硼氫化鉀濃度為0.5%時(shí),砷標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系欠佳,相關(guān)系數(shù)r<0.9900,無法進(jìn)行樣品的測(cè)定;在1% - 2%范圍內(nèi),隨著硼氫化鉀濃度的增加,還原能力逐漸增強(qiáng),砷的熒光強(qiáng)度值不斷增大,隨后熒 光強(qiáng)度值隨硼氧化鉀濃度的增加反而逐漸降低。其原因是硼氫化鉀濃度低,則還原能力不足,反應(yīng)速度慢,熒光強(qiáng)度值低,且熒光信號(hào)不穩(wěn)定:硼氫化鉀濃度過高,在實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生大量的氫,稀 釋了所產(chǎn)生的氫化物,又導(dǎo)致熒光強(qiáng)度降低。因此,應(yīng)用原子熒光法檢測(cè)水處理劑聚氯化鋁中砷實(shí)驗(yàn)選擇硼氫化鉀溶液濃度值為2%( 20g/L)。
反應(yīng)時(shí)間對(duì)測(cè)定的影響:
砷的化合物有三價(jià)和五價(jià)兩種狀態(tài)存在,應(yīng)用原子熒光法檢測(cè)水處理劑聚氯化鋁中砷,以濕式消化法對(duì)水處理劑聚氯化鋁進(jìn)行消解預(yù)處理之后,加入鹽酸和硫脲.抗壞血酸溶液的目的是將消解液中的五價(jià)砷還原為三價(jià)的砷,三價(jià)的砷與硼氫化鉀反應(yīng)生成AsH3后再經(jīng)檢定。故此,通過實(shí)驗(yàn)確 定反應(yīng)的較佳時(shí)間非常重要。實(shí)驗(yàn)中配制一定濃度的試樣經(jīng)濕式消化后加入鹽酸和硫脲.抗壞血酸溶液搖勻后待檢,每隔15分鐘檢測(cè)一次熒光強(qiáng)度,歷時(shí)三小時(shí),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在反應(yīng)的1小時(shí)內(nèi)熒光 強(qiáng)度隨著反應(yīng)時(shí)間的增加而增大,當(dāng)達(dá)到60分鐘時(shí)熒光強(qiáng)度值達(dá)到較大值,并且在60分鐘-120分鐘 內(nèi)熒光強(qiáng)度保持在較穩(wěn)定的水平,120分鐘過后強(qiáng)度開始下降。顯然這是由于當(dāng)反應(yīng)時(shí)間不夠時(shí),消 解液中的五價(jià)砷還未完全轉(zhuǎn)換為三價(jià)砷,熒光強(qiáng)度偏低;而當(dāng)反應(yīng)時(shí)間過長,還原劑濃度漸降后, 三價(jià)砷又會(huì)被氧化為五價(jià),導(dǎo)致熒光強(qiáng)度下降。所以應(yīng)用原子熒光法檢測(cè)水處理劑聚氯化鋁中砷時(shí),加入鹽酸和硫脲.抗壞血酸溶液后搖勻應(yīng)待放置一小時(shí)后才上機(jī)測(cè)定,上機(jī)測(cè)定應(yīng)限制在往后的一小時(shí)內(nèi)完成。
載氣與屏蔽氣流量的選擇:
載氣與屏蔽氣流量是影響原子熒光法檢測(cè)水處理劑聚氯化鋁中砷的重要因素。過高的載氣流量會(huì)稀釋了氫化物的濃度,使熒光強(qiáng)度變?。哼^低的流量則難以迅速將氫化物帶入原子化器中。屏蔽 氣是保護(hù)性氣體,阻止空氣進(jìn)入原子團(tuán),防止熒光淬滅,其流量對(duì)測(cè)定的也有影響。本實(shí)驗(yàn)選擇載氣流量為400ml/min,屏蔽氣流量為800ml/min。
反應(yīng)介質(zhì)的鹽酸濃度的選擇:
反應(yīng)介質(zhì)的鹽酸濃度以5%HCI為宜,蜂高較穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)表明,過低濃度的反應(yīng)介質(zhì)則出現(xiàn)雙頭峰,熒光強(qiáng)度下降。反應(yīng)介質(zhì)的鹽酸濃度過高,反應(yīng)過于劇烈,產(chǎn)生大量氣泡,且空白增大,噪聲增大,氫火焰不穩(wěn)定,塌后造成結(jié)果不穩(wěn)定。
本文摘自《職業(yè)與健康》,作者:馮銀鳳、丁麗燕等人