废水中镉离子的检验.docx

镉离子的发现与应用W 1 11^2IILJ2627262331FeCoNiCuNn444弓46474flRuRhPriAgCd7£777B7980OsirPtAu10勺■ T I ■ kl ■ ■ UJ ■ ■ I L | ■ %Boiling Po-int. KHen t cf Flisi on. kJ/mo I f5.1 OSl-l-EQt =f VHp-cwi3-nti-s3ng tcJ/m-o-l 99 E-7tQHest CspBDi^

1817年， 德国的斯特罗迈厄，从不纯的氧化锌中分离出褐色粉，使它与木炭共热，制得镉首 先发现镉的是德国哥廷根大学化学和医药学教授斯特罗迈尔他兼任政府委托的药商 视察专员正是他在视察药商的过程中，观察到含锌药物中出现的问题，促使他在1817 年发现了镉由于发现的新金属存在于锌中，就以含锌的矿石菱锌矿的名称Calamine 命名它为Cadmium，元素符号定为CdCd和锌一同存在于自然界中它是一种吸收 中子的优良金属，制成棒条可在原子反应炉内减缓核子连锁反应速率，而且在锌-镉 电池中颇为有用它的鲜明的硫化物所制成的镉黄颜料，广受艺术家的欢迎镉作为合金组土元能配成很多合金，如含镉0.5%〜1.0%的硬铜合金，有较高的 抗拉强度和耐磨性镉（98.65%）镍（1.35%）合金是飞机发动机的轴承材料很多 低熔点合金中含有镉，著名的伍德易熔合金中含有镉达12.5%镍一镉和银一镉电池 具有体积小、容量大等优点镉具有较大的热中子俘获截面，因此含银（80%）铟（15%） 镉（5%）的合金可作原子反应堆的控制棒镉的化合物曾广泛用于制造颜料、塑料 稳定剂、荧光粉等镉还用于钢件镀层防腐，但因其毒性大，这项用途有减缩趋势。

用于电底、制造合金等；并可做成原子反应堆中的中子吸收棒镉氧化电位高，故可 用作铁、钢、铜之保护膜，广用于电镀上，并用于充电电池、电视映像管、黄色颜料及作为塑料之安定剂镉化合物可用于杀虫剂、杀菌剂、颜料、油漆等之制造业 以上两段整合为一段 二：镉的生物毒性与污染来源图二镉的毒性较大，被镉污染的空气和食物对人体危害严重，日本因镉中毒曾出现“痛痛病”镉会对呼吸道产生刺激，长期暴露会造成嗅觉丧失症、牙 龈黄斑或渐成黄圈，镉化合物不易被肠道吸收，但可经呼 吸被体内吸收，积存于肝或肾脏造成危害，尤以对肾脏损 害最为明显还可导致骨质疏松和软化含镉物质标识如图二）不必要此图 环境工程领域中的镉绝大多数淡水的含镉量低于 1 微克/升，海水中镉的平均 溶度为 0.15 微克/升镉的主要污染源是电镀、采矿、冶炼、染料、电池和化学工业 等排放的废水 （突出扩展）三：铬离子检验常用的方法镉离子的分析方法有很多种，国标法（GB5009.15---2003）中有：石墨炉原子吸 收光谱法；院子吸收分光光度法；比色法；原子荧光法此外还可以采用电化学方法 测定镉离子含量，所谓电化学方法，即通过测量组成的电化学电池待测物溶液所产生 的一些电特性而进行的分析（不要解释），其中又以伏安法和极谱法最为常用。

通过几年来对镉离子检验发展，本文会做出详细的总结1 、原子吸收光谱法： 原子吸收光谱仪是基于原子吸收分光光度法（原子吸收光谱法）而进行分析的一 种常用的分析仪器原子吸收光谱仪具有选择性好，光谱干扰小；检出限低，灵敏度 高；应用范围广等特点而按原子化系统采用的原子化技术的不同，可将原子吸收分 光光度计主要分为：火焰原子吸收分光光度计和石墨炉原子吸收分光光度计两种1、 1、火焰原子吸收分光光度计 火焰原子吸收分光光度计是利用火焰原子化法技术来将待测元素原子化的原子吸收分光光度计，这种仪器具有仪器相对简单、分析快速，对大多数元素都有较高的 灵敏度和较低的检出限，应用范围广等有点；但其缺点是原子化效率低（仅有10%），对部分元素灵敏度还不太高食品中镉离子的测定，国标法中有两中碘化钾 --4-- 甲基戊酮--2 法和二硫腙--乙酸丁酯法测食物中镉的含量此外还有原子吸收分光光度 法测定钢铁中的镉等1、1、1 碘化钾--4--甲基戊酮--2 法试样经处理后，在酸性溶液中镉离子与碘离子形成络合物，并经 4-甲基戊酮 -2 萃取分离，导人原吸收仪中，原子化以后，吸收228. 8 nm 共振线，其吸收量与镉含 量成正比，与标准系列比较定量。

实验方法：吸取25 ml,（或全量）制备的样液及试 剂空白液，分别置于125 mL分液漏斗中加10 mL硫（1+1）再加10 ml,水，混匀0.25,0.50,1.50,2.50,3.50,5.00 ml,锅标准使用液（相当 0,0. 05,0. 1,0.3,0.5,0.7,1.0 Kg 锡），分别置于125 mL分液漏斗中，各加盐酸（1+11）至25 mL，再加10 mL硫酸 （（1+1 ）及10 ml,水，混匀于试样溶液、试剂空白液及锡标准溶液中各加10 mL碘 化钾溶液250 g/l.，混匀，静置5 min，再各加10 mL MIBK，振摇2 min，静置分层 约0.5h,弃去下层水相，以少许脱脂棉塞人分液漏斗下颈部，将MIBK层经脱脂棉滤 至 10 mL 具塞试管中，测定将有机相导入火焰原子化器进行测定，测定参考条件： 灯电流6 mA-7 mA，波长228. 8 nm，狭缝0. 15 nm-0. 2 nm，空气流量5 L/mite，氛灯 背景校正（也可根据仪器型号，调至最佳条件），以福含量对应浓度吸光度，绘制标 准曲线或计算直线回归方程，试样吸收值与曲线比较或代人方程求出含量 在重 复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的 15%。

1、 1、 2二硫腙-乙酸丁酯法的原理是试样经处理后，在酸性溶液中锅离子与碘离子形成络合物，并经4-甲基戊酮 -2 萃取分离，导人原子吸收仪中，原子化以后，吸收228. 8 nm 共振线，其吸收量与镉 含量成正比，与标准系列比较定量实验方法：吸取0， 0.25， 0.50， 1.50， 2.50， 3.50， 5.0mL 镉标准使用液（相当 0, 0.05, 0.1，0.3, 0.5, 0.7, 1.0ug 镉）分别置于 125 mL 分液漏斗中，各加盐酸（1+11）至25 mL于试样处理溶液、试剂空白液及镉标准溶 液各分液漏斗中各加5 mL柠檬酸钠缓冲液（（2 mol/L）以氨水调节pH至5-6.4,然后 各加水至50 mL,混匀再各加5. 0 mL二硫腙-乙酸丁醋溶液（（1 g/L）以氨水调节pH 至5-6.4,然后各加水至50 mL,混匀再各加5. 0 mL二硫腙一乙酸丁酯溶液（（1 g/L） 振摇2 min，静置分层，弃去下层水相，将有机层放人具塞试管中，备用其测定方法同上，不再赘述1、2 石墨炉原子吸收分光光度计石墨炉原子吸收分光光度计是利用石墨炉原子化法技术将待测元素原子化的原 子吸收分光光度计，这种仪器原子化效率比火焰原子化器高得多，因此对大多数元素 都有较高的灵敏度，这种仪器还具有样品用量少，可实现对固体、粘稠液体的直接进 样分析的优点。

但测定精密度比火焰原子化法差，分析速度相对较慢国标法中应用： 试样进行消解后(可采用压力消解罐消解法、干法灰化、过硫酸钱灰化法、湿式消解 法)调节仪器至最佳状态就可测量如有需要可以加入基体改进剂磷酸铵溶液 (20ug/L)2、比色法比色法(colorimetry)是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分 含量的方法其应用较早始于世纪初古希腊人用五倍子测定醋中铁的含量但作为定 量分析的方法，大约始于 19 世纪 30~40 年代比色法以生成有色化合物的显色反应 为基础，通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法比色法 作为一种定量分析的方法，开始于19世纪30〜40年代比色分析对显色反应的基本 要求是：反应应具有较高的灵敏度和选择性，反应生成的有色化合物的组成恒定且较 稳定，它和显色剂的颜色差别较大选择适当的显色反应和控制好适宜的反应条件， 是比色分析的关键常用的比色法有两种：目视比色法和光电比色法，两种方法都是 以朗伯-比尔定律(A= sb(为基础光电比色法是在光电比色计上测 量一系列标准溶液的吸光度，将吸光度 对浓度作图，绘制工作曲线，然后根据 待测组分溶液的吸光度在工作曲线上 查得其浓度或含量。

与目视比色法相 比，光电比色法消除了主观误差，提高 了测量准确度，而且可以通过选择滤光 片来消除干扰，从而提高了选择性但光电比色计采用钨灯光源和滤光片，只适用于 可见光谱区和只能 得到一定波长范围的复合光 ， 而不是单色光束，还有其他一些局限，使它无论在测量的准确度、灵敏度和应用范围上都不如紫外-可见分光光度计 20世纪30〜60年代，是比色法发展的旺盛时期，此后就逐渐为分光光度法所代替国标法中比色法的实验原理为：试样经消化后，在碱性溶液中镉离子与 6-溴苯 噻唑偶氮酚形成红色络合物溶于三氯甲烷，与标准系列比较定量测量时将消化好的 样液及试剂空白液用20 ml，水分数次洗入125 ml,分液漏斗中，以氢氧化钠溶液（200 g/L）调节至pH7左右吸取0，0.5，1.0，3.0，5.0，7.0，10.0mI镉标准使用液（相 当0，0.5，1.0，3.0，5.0，7.0，10.0mL镉），分别置于125 mL分液漏斗中，再各加 水至20 mL用氢氧化钠溶液（200 g/L）调节至pH7左右于试样消化液、试剂空白 液及锅标准液中依次加人3 mL柠檬酸钠溶液（250 g/L）,4 mL酒石酸溶液（400 g/I.） 及1 ml,氢氧化钠溶液（200 g/L）,混匀。

再各加5. 0 mL三氯甲烷及0. 2 mL镉试剂， 立即振摇2 min，静置分层后，将三氯甲烷层经脱脂棉滤于试管中，以三氯甲烷调节 零点，于1 cm比色杯在波长585 nm处测吸光度各标准点减去空白管吸收值后绘 制标准曲线或计算直线回归方程，液含量与曲线比较或代入方程求出3、原子荧光法原子荧光法是20世纪60年代中期提出并迅速发展起来的一种新型光谱分析方 法，是原子光谱法中的一个重要分支，它是一种基于测量原子蒸汽吸收特定辐射被激 发后所发射出的特征谱线强度进行的元素痕量分析方法1974年Tsujiu和Kuga首次 应用了氢化物发生与原子荧光光谱法相结合的分析技术而后， Thomposon、 Dulivo、 Ebdon 等人相继研究了 HG-AFS 测定砷、锑、铋、锗、锡、铅、硒、碲、镉等元素， 这为氢化物发生-原子荧光光谱的发展奠定了良好的基础 20世纪70年代起，我国的 郭小伟、杜文虎、刘明钟等人的研究成果为实现氢化物发生原子荧光仪在我国的普及 和快速发展做出了巨大的贡献氢化物发生进样法，是利用合适的还原剂或化学反应， 将试样溶液中的待测元素还原成挥发性共价氢化物或原子蒸汽，借助载气流将其导入 。