废水中六价铬的测定

废水中六价铬的测定
摘要：文章提出一种前处理简单、操作方便、灵敏度高的测定高色度含铬废水中六价铬的分析方法。

使用聚合氯化铝作为絮凝剂，利用三价铬在弱碱性条件下易产生沉淀的特点，实现样品溶液中三价铬与六价铬的定量分离，应用火焰原子吸收法测定溶液中的六价铬。

实际样品中六价铬的加标回收率在95.8%～98.12%之间，定量分析下限为0.105 mg/ L。

关键词：六价铬；高色度含铬废水；原子吸收；沉降分离；聚合氯化铝
六价铬是致癌物质，属于第一类环境污染物，其排放受到严格控制。

六价铬（铬酸盐、重铬酸盐）主要是通过电镀、表面处理、制革、冶金等工业废水（含铬废水）的排放而进入环境，污染水体和土壤环境，对人类健康和生态环境造成严重威胁。

含铬工业废水中六价铬的测定是环境监测中的重要工作。

目前测定六价铬的分析方法主要有分光光度法、原子吸收法（AAS）、高效液相色谱法（HPLC）、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP－AES）、电感耦合等离子体质谱法（ICP－MS）、流动注射/质谱法（FI－MS）等。

其中，分光光度法是水中六价铬的经典分析方法，准确可靠而且灵敏度较高，操作简单，成本低廉，得到广泛应用，但是遇到混浊、色度较高（特别是红色）的样品时，方法受到限制，此时通常使用锌盐沉淀法分离干扰物，若经沉淀分离后仍存在有机物干扰，则需进一步使用高锰酸钾氧化法破坏有机物后再行测定。

然而，在实际工作中，常遇到高色度样品不能通过锌盐沉淀/高锰酸钾氧化法有效解决基体干扰问题，如含有高浓度染料的含铬工业废水，分光光度法无法满足六价铬定量分析的需求。

原子吸收法测定水中铬基本上不受共存有机物的影响，操作简单，但必须预先将六价铬与三价铬分离后才能测定。

本文工作使用聚合氯化铝作为絮凝剂，利用三价铬离子在弱碱性条件下易产生沉淀的特点，实现样品溶液中三价铬与六价铬的定量分离，然后应用火焰原子
吸收法测定溶液中的六价铬。

1实验部分
1.1仪器与试剂
日立Z－5000型原子吸收分光光度计，工作条件：铬空心阴极灯，灯电流6 mA，波长35 913 nm，光谱通带0.4 nm；观测高度7 cm；乙炔2.8 L/min，压缩空气15.0 L/min。

Mp220型酸度计（瑞士Mettler公司）。

六价铬标准使用液（100 mg/L）：取10.0 mL 1 000 mg/L六价铬标准溶液（国家标准物质中心），以去离子水稀释至100 mL。

三价铬溶液（1 000 mg/L）：称取1.0244 g的Cr（Cl）3•6H2O（99.8%，
分析纯），以去离子水溶解并定容至200 mL，用铬标准溶液/原子吸收法校正。

5%（w/v）的聚合氯化铝溶液，20%（v/v）的聚合硫酸铁溶液（由饱和聚合硫酸铁溶液配制），20%（w/v）的氢氧化钠溶液。

1.2样品预处理与分析方法
取200 mL待测样品溶液，加入适量的絮凝剂（对于强酸性样品溶液要先调近中性），滴加碱液调节pH至7.5～8.5，搅拌均匀后静置30 min沉降分离三价铬，取上清液测定六价铬。

由六价铬标准使用液配制浓度为0.0 mg/L、0.25 mg/L、
1.00 mg/L、
2.00 mg/L、2.50 mg/L、
3.50 mg/L的铬标准系列，外标法测定样品溶液中六价铬含量。

2结果与讨论
2.1絮凝剂的选择
原子吸收法是总量分析法。

定量分离六价铬和三价铬是应用原子吸收法测定水样中六价铬的关键。

为避免过滤、离心分离等操作对分析结果的影响，本文采用静置沉降分离法。

实验结果表明，简单碱化沉淀法不能定量沉降分离六价铬/三价铬混合溶液中的三价铬，溶液中三价铬残留浓度往往较高（主要以氢氧化物胶体形态残留），导致“六价铬”测定结果偏高（实为总铬测定结果），不能满足定量分析要求。

本文对聚合氯化铝和聚合硫酸铁的絮凝效果进行了试验。

取一系列体积为200 mL浓度比例不同的六价铬/三价铬混合溶液，分别加入1 mL聚合氯化铝溶液（以下简称聚铝）和0.5 mL聚合硫酸铁溶液（以下简称聚铁），加碱沉降分离后测定上清液中总铬含量，结果分别见表1和表2。

表1和表2结果表明，当混合溶液中三价铬的浓度较低时，聚铝和聚铁均能定量沉降分离三价铬，而当三价铬的浓度达到10 mg/L时，1 mL的聚铝不能使溶液中三价铬沉降完全，而0.5 mL的聚铁可以满足要求，可见聚铁的沉降分离效果比聚铝好。

然而，聚铁的酸性较大，调节pH值时消耗碱液较多，显著影响样品溶液总体积，而且沉淀物比较多，给吸取上清液带来不便，相反聚铝呈弱酸性，调节pH值时碱液用量较少，而且沉淀物较少，凝聚效果好，方便吸取上清液进行测量，因此选用聚铝作为絮凝剂。

2.2絮凝剂用量的选择
配制一系列体积为200 mL浓度比例固定的六价铬/三价铬混合溶液，分别加入不同量的聚铝，碱化沉降分离后上清液总
铬的测定结果见表3。

结果表明，当聚铝的加入量较少时，沉降分离后溶液中三价铬残留显著，但当聚铝加入量增加至1 mL时，能实现200 mL溶液中5 mg/L三价铬的定量分离，不影响六价铬的测定。

试验中同时发现，随着聚铝加入量的增加，絮凝剂对三价铬的沉降分离能力亦随之增大，而对六价铬分析结果没有影响，没发现吸附目标分析物的显著副作用。

在实际样品分析工作中，可根据样品溶液的总铬含量决定聚铝加入量。

2.3实际样品分析及回收率实验
应用本文方法测定电镀废水和含染料废水中六价铬，结果见表4。

实际工业废水分析结果表明，本文方法的重现性和加标回收率均令人满意，分析结果可靠。

方法检测下限为0.05 mg/L。

3小结
使用聚合氯化铝作为絮凝剂，调弱碱性可定量沉降分离样品中三价铬，取上清液可应用火焰原子吸收法定量测定六价铬。

聚合氯化铝絮凝剂对含铬废水中的三价铬有显著的沉降分离能力，而对六价铬没有明显的吸附作用。

本文方法的样品前处理操作简单，结果可靠，用于测定高色度样品中六价铬具有显著优势，应用范围较广。

参考文献
1袁建、杨晓蓉、浮东宝等.食品中铬（III）与铬（VI）分析方法的探讨［J］.中国粮油学报，1999（4）：59～62
2范哲锋.活性氧化铝微柱分离富集－电感耦合等离子体原子发射光谱法在线测定水中铬（III）和铬（VI）［J］.分析化学，2003（9）：1073～1075 The Determination of Hexavalent Chromium in Wastewater
Zhang Mingde
Abstract: This paper presents a analysis method which has the characteristics including simple pre－treatment, easy operation and high sensitivity, so as to determine the hexavalent chromium in high chroma wastewater containing chromium. The PAC is used as a coagulant. Using trivalent chromium’s characteristics of being easy to precipitation in alkaline conditions realizes the trivalent chromium and hexavalent chromium’s quantitative separation in sample solution. The flame atomic absorption method is used in determining the hexavalent chromium in solution. The spiked recovery of hexavalent chromium in real samples is between 95.8% and 98.12%, and the lower limit of quantitative analysis is 0.105 mg/L.
Key words: hexavalent chromium; high chroma wastewater containing
chromium; atomic absorption; settlement separation; PAC。