催化极谱法测定工业废水中的锑含量

闫敏¹，商连¹，闫斌²
(1.长安大学环境工程学院，陕西西安710064；2.中国工程物理研究院，陕西西安710064)

　　摘　要：在1.2%醋酸—0.5%尿素—3%醋酸铵—0.002%亚硝基苯胲胺底液中，锑会产生一个灵敏度很高的极谱催化波，峰电位在-0.76V，峰电流与在0.025～0.8μg/mL范围内的锑质量浓度呈线性关系。用催化极谱法对工业废水中锑含量的测定结果快速、准确、选择性好。
　　关键词：工业废水；催化极谱法；锑
　　中图分类号：X832
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2001)11-0055-03

　　在电镀、冶炼、制药、印刷、皮革等工业生产中，锑是常用的工业原料。因此，在这些行业所排放的废水中不可避免地存在着锑的污染问题。锑(Sb)为银白色金属，通常主要以Sb³⁺、Sb⁵⁺和Sb^3-形式存在，负三价锑的氢化物毒性剧烈。废水中锑的监测方法一般常用5-Br-PADAP光度法和原子吸收光谱法。现应用催化极谱法测定锑，方法灵敏、准确、快速。

1　方法原理

　　在适当比例的醋酸—醋酸铵—亚硝基苯胲胺—尿素混合底液中，锑与亚硝基苯胲胺生成络合物而吸附于电极表面，使体系在-0.76 V处产生一尖锐的导数吸附催化波，峰电流与在0.025～0.8μg/mL范围内的锑质量浓度呈线性关系。

2　试验仪器及试剂

　　JP—2A型示波极谱仪(成都分析仪器厂)；工作电极为滴汞电极；参比电极为银电极；辅助电极为铂电极。
　　亚硝基苯胲胺(0.1%水溶液)；
　　5%醋酸铵—2%醋酸混合溶液；
　　尿素(5%水溶液)；
　　锑标准溶液：准确称取纯金属锑(纯度≥99.9%)0.5000g置于100mL的烧杯中，加入25mL硫酸，于电热板上加热至完全溶解。冷却后移入500mL容量瓶中，再用1+1硫酸稀释至标线摇匀。此溶液中锑质量浓度为1.00 mg/mL。准确移取适量上述母液，用1+1硫酸稀释成锑质量浓度为1μg/mL的标准溶液。

3　试验条件选择

　　取一定量锑的标准溶液于25mL的烧杯中，加5%尿素1mL，5%醋酸铵—2%醋酸溶液6mL，0.1%亚硝基苯胲胺0.2mL，用水稀释至10mL摇匀，于电位-0.76V处记录导数极谱图。
3.1试剂用量
　　①亚硝基苯胲胺溶液。
　　取1 μg锑改变亚硝基苯胲胺用量，测量导数极谱波，其结果见表1。可见在10mL试液中，5%亚硝基苯胲胺溶液用量在0.2～0.4mL时，波高变化比较稳定；用量超过0.4mL则波高逐渐降低；用量不足0.2mL时波高较低。因此，选定0.2～0.3mL的加入量。

表1　亚硝基苯胲胺溶液用量对波高的影响 用量(mL) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 波高(格) 8.0 15.0 15.5 15.0 12.5 10.5 9.3 8.0 6.0 2.0

　　②2%醋酸—5%醋酸铵溶液。
　　取1 μg锑，改变2%醋酸—5%醋酸铵溶液用量，测量导数极谱波，其结果见表2。可见在10mL试液中，随醋酸—醋酸铵溶液用量的增加，催化电流显著增大；在2～5mL范围内催化电流改变不显著，灵敏度较低；当用量大于6mL时，催化电流大幅度增大。因此，选用6～7mL加入量。

表2　醋酸—醋酸铵溶液用量对催化电流的影响 用量(mL) 1 2 3 4 5 6 7 催化电流(μA) 2 10 12 14 15 25 39

　　③尿素。
　　取1 μg锑，加入试剂，仅改变尿素的用量，测定结果发现，5%尿素用量在1～7mL范围内则波高无变化，表明尿素的加入量在1～7mL内不影响锑的催化电流，因此选择1mL的加入量。
3.2　锑含量与催化电流的关系
　　分别取含锑为0、0.25、0.50、1.00、2.00，…，8.00μg的锑标准溶液于25mL烧杯中，在电热板上低温蒸干，按操作步骤加底液并稀释至10 mL，在极谱仪上照图。结果表明，催化电流随锑浓度的增加而增加，与0.025～0.8μg/mL范围内的锑质量浓度均呈线性关系。
3.3干扰试验
　　在上述试验条件下，共测试了20种离子对锑测定的干扰情况。试验证明，1mg砷、钴、银，3mg铝，0.3mg锰，0.2mg铁，0.1mg钛，0.05mg锌、铜、镍、铋、镉、铬，0.03mg钨、锡，0.02mg钒，0.01mg铀、铅，0.001mg钼均不干扰锑的测定，磷也不干扰测定。

4　工业废水样品检测

4.1检测方法
　　取水样10～100mL(视锑含量高低适当增减)于玻璃烧杯中，加入1+1硫酸10mL，在电热板上蒸至约10mL体积时移至小电炉上煮沸10min后取下冷却，再加1+1硫酸10mL后在电热板上低温蒸干，稍放置后趁热加2滴1+1硫酸、5%尿素1mL、5%醋酸铵—2%醋酸溶液6mL、0.1%亚硝基苯胲胺溶液0.2mL，用水稀释至10mL，在-0.76V处用一阶导数方式照图。
　　移取含锑0、0.25、0.50、1.00、2.00，…，8.00μg的锑标准溶液于25mL烧杯中，在电热板上低温蒸干。按相同的分析步骤加底液照图，所得结果绘制成标准工作曲线。
　　根据下式计算水样中锑含量：
　　　　　　P_Sb=m／v
　　式中m——由标准曲线查得样
　　品中的锑质量，μg
　　v——水样体积，mL
4.2测定结果
　　①某选矿厂废水
　　取废水水样6个，按照4.1节中的方法进行锑含量测试，测定结果见表3。
　　②某制药厂废水

表3　某选矿厂废水中锑的分析结果 样品编号 各次测定值(mg/L) 平均值(mg/L) 相对标准偏差(%) T-1 3.16 3.30 3.28 3.23 3.12 3.27 3.34 3.19 3.25 3.24 2.17 T-2 3.82 3.17 3.76 3.68 3.80 3.74 3.83 3.69 3.77 3.76 1.46 T-3 7.45 7.36 7.50 7.44 7.39 7.51 7.37 7.53 7.46 7.45 0.83 T-4 6.41 6.35 6.67 6.52 6.54 6.47 6.38 6.53 6.48 6.48 1.50 T-5 4.83 4.77 4.90 4.85 4.79 4.92 4.84 4.78 4.88 4.84 1.10 T-6 4.20 4.17 4.23 4.31 4.16 4.27 4.34 4.14 4.28 4.23 1.67

　　取制药厂废水水样6个，按4.1节中的方法进行测试，测定结果见表4。

表4　某制药厂废水中锑的分析结果 样品编号 各次测定值(mg/L) 平均值(mg/L) 相对标准偏差(%) E-1 0.727 0.741 0.718 0.745 0.724 0.730 0.729 0.738 0.715 0.730 1.39 E-2 0.643 0.657 0.637 0.662 0.648 0.635 0.658 0.642 0.649 0.648 1.47 E-3 0.385 0.374 0.391 0.387 0.384 0.377 0.392 0.383 0.376 0.383 1.68 E-4 0.314 0.327 0.324 0.315 0.330 0.317 0.333 0.321 0.326 0.323 2.08 E-5 0.860 0.847 0.851 0.874 0.856 0.871 0.845 0.868 0.863 0.858 1.23 E-6 0.427 0.413 0.434 0.423 0.416 0.427 0.429 0.417 0.433 0.424 1.78

　　③加标回收试验
　　在含锑废水水样T-3中分别加入0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00 mg锑标准溶液，按4.1节中的方法进行测定，计算加标回收率。结果见表5。

表5　加标回收试验结果 样品T-3含锑量(mg/L) 加入锑标准量(mg/L) 测得总锑含量(mg/L) 回收锑 量(mg/L) 回收率(%) 7.45 0.50 7.94 0.49 98.0 7.45 1.00 8.48 1.03 103 7.45 1.50 8.95 1.50 100 7.45 2.00 9.46 2.01 101 7.45 2.50 9.93 2.48 99.2 7.45 3.00 10.51 3.06 102

5 结论

　　 通过分析试验以及对大量废水样品的测试，测定结果均符合分析测试质量要求，该试验方法 准确、简便、选择性好，对于一般工业生产和科研试验的废水中锑的监测具有实用价值。

参考文献：

　　［1］国家环保局.水和废水监测分析方法［M］.北京：环境科学出版社，1997.
　　［2］罗伯特 D 布朗.最新仪器分析技术全书［M］.北京：化学工业出版社，1990 .
　　［3］ 中国环境监测总站.水和废水中无机污染物监测新方法的研究［M］.北京：环境科学出版社 ，1993.

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　　收稿日期：2001-06-11