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(guó)PALI，公司，型號(hào)JPurelab Classic UV)

試劑：

砷標(biāo)準(zhǔn)溶液(p(As) =0:00mg/L)，購(gòu)自國(guó)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(guó)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(zhǎng)，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