稀土废液中镍、铜、铅、铁、钴、锌、锰、铝、铬、镉、锶、砷、钍的测定

稀土废液中镍、铜、铅、铁、钴、锌、锰、铝、铬、镉、锶、砷、钍的测定—电感耦和等离子体发射光谱法

张海燕

甘肃稀土新材料股份有限公司检测中心甘肃白银 730922

摘要：据报道大约占总污染量70%的工业废水是造成自然水体污染的主要污染源，其中就排放量和污染程度而言，化工废水占有相当大的份额。由此可见，治理化工废水是保护水环境的重要环节。而准确检测化工废水中重金属等排放指标是必须，也是必要的一项工作。

关键词：废液、测定、发射光谱法

1、材料和方法

试样经硝酸加热消化，在稀酸介质中，直接以氩等离子体光源激发，采用标准加入法进行光谱测定，计算试样中的镍、铜、铅、铁、钴、锌、锰、铝、铬、镉、锶、砷、钍的量。

1.1 实验仪器与实验条件

1.1.1耶拿PQ9000型仪器：高量子效率和紫外高灵敏度的新一代CCD检测器， RF功率：1200W。等离子气流量：12L/min，雾化气流量：0.50 L/min，辅助气流量：0.50 L/min，样品提升时间：20S，观察方式：轴向，检测方式：标准加入手动扣背景。

1.1.2 HORIBA- ULTIMA型仪器：射频发生器功率：1000W，反馈功率：0.39W，入射狭缝：20μm，出射狭缝：15μm，观察高度：14mm,载气流量：0.25L/min,冷却气流量：13.00 L/min，辅助气流量：0.20 L/min。检测方式：标准加入手动扣背景。

1.2 试剂与材料

1.2.1 硝酸：GR；

1.2.2 镍、铜、铅、铁、钴、锌、锰、铝、铬、镉、锶、砷、钍标准储存溶液：1000μg/mL ，购于国家有色金属及电子材料分析测试中心，逐级稀释成100μg/mL，10μg/mL；

1.3 实验方法

1.3.1 标准溶液的配制

移取标准储备液（1.2.2）于10个100mL容量瓶中，使得13种元素含量分别为0、0.01、0.02、0.05、0.10μg/mL；0、0.20、0.50、1.00、2.00μg/mL。检测酸度为5/100(V/V)。

1.3.2 试样溶液的制备与检测

依据检测范围稀释样品，加入硝酸（1.2.1）5mL，置于低温电炉上加热至微沸，取下冷却至室温，稀释至刻度，混匀后与标准系列同时在光谱仪上检测。检测酸度为5/100(V/V)。

2、实验与结论

2.1 分析线

通过三个标准溶液和四个废水样品同时扫描，选定谱线见下表。

表1 单位：(nm)

Ni	Cu	Pb	Fe
231.604	224.700,327.396	220.353	239.563
Al	Cr	Mn	Th
396.152	267.716,205.552	257.610	283.730,283.232
Co	Sr	Cd	As
228.615,238.892	216.596,407.771	226.502,214.438	188.980，197.198
Zn	/	/	/
206.200,213.856	/	/	/

2.2 方法的检出限和测定下限

用选定的谱线，用1.3.1的标准系列，采用直接差减法扣背景测定实验样品1#中镍，铜，铅等13个元素15次，经过4d法选择数据后，利用3S（标准偏差）得到检出限，10S（标准偏差）得到测定下限见表2。

检出限与测定下限表2 单位：μg/mL

元素检测结果	Ni	Cu	Pb	Al	Mn	Co	Cr
检出限（3S）	0.024	0.017	0.036	0.024	0.015	0.026	0.022
测定下限（10S）	0.05	0.05	0.10	0.05	0.05	0.05	0.05
元素检测结果	Fe	Sr	Th	As	Zn	Cd	/
检出限（3S）	0.003	0.02	0.07	0.002	0.04	0.038	/
测定下限（10S）	0.01	0.05	0.10	0.01	0.10	0.05	/

2.3 两台仪器检测结果比对：

检测确定在高、低标准系列的检测范围，再依据能检测的范围稀释样品准确移取实验样品于4个100mL的容量瓶中，加入HNO₃（1.2.1）5.0mL，置于低温电炉上加热至微沸，取下冷却至室温，稀释至刻度，混匀后和标准系列（1.3.1）同时在HORIBA- ULTIMA2型和耶拿PQ9000型电感耦和等离子体发射光谱仪上检测比对结果见表3。

表3 单位：μg/mL

元素检测结果		Ni	Cu	Pb	Al	Mn	Co	Cr
检测废水	ULTIMA2	1.48	0.022	1.21	3.33	0.28	0.014	0.15
	ULTIMA2	1.47	0.022	1.22	3.44	0.28	0.014	0.15
	平均值	1.48	0.022	1.22	3.38	0.28	0.014	0.15
	PQ9000	1.53	0.023	1.17	3.28	0.30	0.013	0.16
	PQ9000	1.48	0.020	1.14	3.33	0.30	0.013	0.17
	平均值	1.50	0.021	1.16	3.30	0.30	0.013	0.16
标准偏差S		0.014	0.0007	0.034	0.056	0.020	0.0007	0.007
相对标准偏差RSD		0.92	3.29	2.90	1.70	6.89	5.23	4.38
重复性限r		0.039	0.009	0.096	0.15	0.06	0.002	0.02
元素检测结果		Fe	Sr	Th	As	Zn	Cd	/
检测废水	ULTIMA2	2.17	0.55	<0.01	3.05	0.71	<0.01	/
	ULTIMA2	2.12	0.55	<0.01	3.11	0.72	<0.01	/
	平均值	2.14	0.55	<0.01	3.08	0.72	<0.01	/
	PQ9000	2.31	0.54	<0.01	3.01	0.71	<0.01	/
	PQ9000	2.24	0.52	<0.01	2.93	0.70	<0.01	/
	平均值	2.28	0.53	<0.01	2.97	0.70	<0.01	/
标准偏差S		0.099	0.014	/	3.02	0.014	/	/
相对标准偏差RSD		4.48	2.62	/	0.068	1.99	/	/
重复性限r		0.277	0.040	/	0.19	0.039	/	/

表中两台仪器检测结果表明：该方法检测结果可靠。

2.4 选定条件下的精密度实验

用选定的基体干扰小的镨线，选定的实验条件，用1.3.1的标准系列，采用标准加入法（直接差减法扣背景）。选择检测废水，根据不同元素的浓度，选择稀释倍数，选择标准系列，加标低、中、高三种样品分别按选定的条件独立测定6次，进行精密度统计，加标收率计算见表4。

精密度实验表4 单位：μg/mL

元素检测结果		Al				Pb
检测废水	加标浓度	0	0.10	0.20	0.30	0	0.10	0.20	0.30
检测废水	平均值	0.155	0.254	0.3525	0.473	0.0701	0.172	0.2703	0.367
标准偏差S		0.0068	0.0079	0.0122	0.0161	0.0033	0.0041	0.0132	0.0070
相对标准偏差RSD（%）		4.3978	3.1125	3.4732	3.4243	4.7196	2.3972	4.9111	1.914
重复性限r		0.0191	0.0221	0.0342	0.0453	0.0092	0.0115	0.0371	0.0196
收率		/	99.0	98.75	106.0	/	101.9	100.1	98.97
元素检测结果		Ni				Fe
检测废水	加标浓度	0	0.10	0.20	0.30	0	0.10	0.20	0.30
检测废水	平均值	0.0711	0.1878	0.3206	0.4175	0.1266	0.25	0.3551	0.4666
标准偏差S		0.0023	0.0050	0.0067	0.0101	0.0066	0.0108	0.0102	0.0082
相对标准偏差RSD（%）		3.2349	2.7024	2.1120	2.4320	5.2526	4.3451	2.8901	1.7756
重复性限r		0.0064	0.0142	0.0189	0.0284	0.0186	0.0304	0.0287	0.0232
收率		/	116.7	124.7	115.5	/	123.4	114.2	113.3
元素检测结果		As				/
检测废水	加标浓度	0	0.10	0.20	0.30	/	/	/	/
检测废水	平均值	0.1446	0.2356	0.3341	0.4351	/	/	/	/
标准偏差S		0.0044	0.0072	0.0067	0.0078	/	/	/	/
相对标准偏差RSD（%）		3.0810	3.0677	2.0244	1.8060	/	/	/	/
重复性限r		0.0124	0.0202	0.0189	0.0220	/	/	/	/
收率		/	91.0	94.8	96.83	/	/	/	/
元素检测结果		Zn				Mn
检测废水	加标浓度	0	0.05	0.10	0.15	0	0.05	0.10	0.15
检测废水	平均值	0.0836	0.1368	0.1942	0.2549	0.0624	0.1094	0.1579	0.2061
标准偏差S		0.0015	0.0021	0.0032	0.0025	0.0007	0.0011	0.0024	0.0024
相对标准偏差RSD（%）		1.8976	1.5395	1.6487	0.9811	1.1310	1.0642	1.5784	1.1692
重复性限r		0.0044	0.0058	0.0089	0.0070	0.0019	0.0032	0.0069	0.0067
收率		/	106.4	110.6	114.2	/	94.0	95.5	95.8
元素检测结果		Sr				Cr
检测废水	加标浓度	0	0.05	0.10	0.15	0	0.05	0.10	0.15
检测废水	平均值	0.1269	0.1747	0.2256	0.2740	0.0206	0.0694	0.1188	0.1709
标准偏差S		0.0010	0.0020	0.0012	0.0010	0.0003	0.0011	0.0016	0.0017
相对标准偏差RSD（%）		0.8406	1.1553	0.5572	0.3738	1.4593	1.7057	1.4057	1.0463
重复性限r		0.0029	0.0056	0.0035	0.0028	0.0008	0.0033	0.0046	0.0050
收率		/	95.6	98.7	98.07	/	97.6	98.2	100.2
元素检测结果		Cu				Cd
检测废水	加标浓度	0	0.02	0.04	0.08	0	0.02	0.04	0.08
检测废水	平均值	0.0494	0.0701	0.0903	0.1353	0.0001	0.0200	0.0368	0.0773
标准偏差S		0.0013	0.0024	0.0013	0.0013	0.0001	0.0002	0.0007	0.0013
相对标准偏差RSD（%）		2.6747	3.5333	1.5456	1.0017	/	1.4622	2.0551	0.5759
重复性限r		0.0037	0.0069	0.0039	0.0037	/	0.0008	0.0021	0.0037
收率		/	103.5	102.2	107.4	/	100.0	92.0	96.6
元素检测结果		Th				Co
检测废水	加标浓度	0	0.02	0.04	0.08	0	0.02	0.04	0.08
检测废水	平均值	0.000	0.0196	0.0392	0.0764	0.0174	0.0372	0.0542	0.0949
标准偏差S		/	0.0010	0.0004	0.0005	0.0006	0.0003	0.0006	0.0012
相对标准偏差RSD（%）		/	5.1	1.0204	0.7559	3.5852	0.8781	1.2729	1.2784
重复性限r		/	0.0028	0.0011	0.0016	0.0017	0.0009	0.0019	0.0033
收率		/	98.0	98.0	95.5	/	99.0	92.0	96.9

表中数据表明，此检测方法准确度、精密度、收率都能达到分析要求。13种元素的加标检测结果表明：选定的实验条件下检测结果稳定性好，准确度高。

2.5结论

2.5.1该方法具有操作简单，快速，重现性好的特点。

2.5.2该方法是各类稀土废渣、废液中镍、铜、铅、钴、铁、锌、铬、镉、钍、锶、锰、砷13种元素测定的最佳检测方法。

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稀土废液中镍、铜、铅、铁、钴、锌、锰、铝、铬、镉、锶、砷、钍的测定—电感耦和等离子体发射光谱法