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浓硫酸预蒸馏 分析法测定固体废物中总氰化物(一)

发布时间:2021-09-08 16:23 作者:北纳生物编辑-陈丹

氰化物为剧毒物质,电镀、洗注、油漆、染料、金 矿、橡胶等行业产生的固体废物中往往含有大量的 氰化物,若不妥善收集处置,则会污染地表水、地下 水和土壤,危害生态环境及人体健康。我国固体 废物中无机污染物的监测起步相对较早,但现行固 体废物污染控制标准中,氰化物项目还没有配套的 监测分析方法标准。

《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》(GB 5085.3–2007)附录 G《固体废物 氰根离子和硫离 子的测定 离子色谱法》给出了参考方法,即将固 体废物样品利用硫酸进行蒸馏前处理后采用离子色 谱法对吸收液进行分析,但缺少对蒸馏条件及试剂 用量等的具体说明。相关研究提出采用碱溶浸提、 零顶空纯水浸提、快速水蒸气蒸馏、气液分离富集等 方法对固体废物进行前处理,其中样品处理采 用浸出方法而非全量方法,存在耗时长、需要特定仪 器装置等问题,在一定程度上难以推广。此外,离子 色谱法、气相色谱法等定量测定氰化物的方法, 多适用于低含量、成分简单的氰化物分析,对于高含 量、成分复杂的固体废物中的氰化物则无法准确测 定。连续流动分析法原理简单、检测效率高、操作简 便,在水质氰化物检测中已广泛应用,并逐步应用于 土壤和固体废物中总氰化物含量的测定。

笔者以浓硫酸预蒸馏 – 连续流动分析法测定含氰固体废物样品中的氰化物,对实验条件、干扰消 除、方法精密度和准确度等方面进行了探索,论证了 该方法测定固体废物中总氰化物的可行性。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

连续流动分析仪:SAN++ 型,荷兰 SKALAR 公 司。

自动进样系统:SA1074 型自动取样器,荷兰 SKALAR 公司。

蒸馏及冷凝回流装置:青岛顺昕公司。

氰化物标准溶液:50 mg/L,中国计量科学研 究院,使用时用超纯水稀释成所需浓度。 总氰化物标准贮备溶液:1 000 mg/L,称取 1.3 g 铁氰化钾,溶于超纯水中,稀释至 500 mL,摇匀, 避光贮存于棕色瓶中,于 4 ℃冷藏至少可稳定 2 个 月。使用时用超纯水稀释成所需浓度。

蒸馏试剂:称取 50 g 一水合柠檬酸,溶于 700 mL 超纯水中,加入 250 mL 2.5 mol/L NaOH 溶液, 用浓盐酸调节 pH 值至 3.8,用超纯水定容至 1 L。

硫化物溶液:100 mg/L,生态环境部标准样品 研究所。硫氰酸盐溶液:1 000 mg/L,称取 1.0 g 硫氰酸 钠,溶于 1 L 超纯水中。

硝酸银溶液:0.10 mol/L,称取 1.7 g 硝酸银, 溶于 100 mL 超纯水中。 缓冲液:称取 2.3 g NaOH 溶于 700 mL 超纯水 中,加入 20.5 g 邻苯二甲酸氢钾,加超纯水至 975 mL,用 5 mol/L 的氢氧化钠溶液调节 pH 值至 5.2, 用超纯水定容至 1 L,加入 0.5 mL Brig35(聚氧)。

氯胺 T 溶液:称取 2.0 g 氯胺 T 溶于 1 L 超纯 水中。

显色剂:称取 7.0 g NaOH 溶于 500 mL 超纯水 中,加入 1,3- 二甲基巴比妥酸 16.8 g 和异烟酸 13.6 g,加超纯水至 975 mL,用 5 mol/L 的 NaOH 溶液 调节 pH 值至 5.2,用超纯水定容至 1 L。

固体废物样品:样品 1 为造币厂固体废物,样 品 2 为电镀废渣。 实验所用试剂除 1,3- 二甲基巴比妥酸为优级 纯外,其余均为分析纯。

实 验 用 水:超 纯 水,25 ℃ 时 电 阻 率 为 18.2 MΩ · cm。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 进样模块

进样时间:100 s ;清洗时间:100 s ;空气间隔 时间:1 s ;进样流量:1.0 mL/min。 1.2.2 蒸馏模块 蒸馏试剂流量:0.42 mL/min ;加热温度:125 ℃;冷却温度:15 ℃。 1.2.3 反应模块 二次进样流量:0.42 mL/min ;缓冲溶液、氯胺 T 和显色剂混入流量:均为 0.42 mL/min ;显色温 度:37 ℃。 1.2.4 比色模块 比色池光程:50 mm ;比色波长:600 nm。

1.3 实验方法

1.3.1 实验原理

固体废物样品中的氰根离子一般以络合态存 在。加入浓硫酸后,络合的氰根离子会被释放,与 氢离子结合生成氰化氢,氰化氢馏出液被强碱性 溶液吸收,转化成氰化钠。在弱酸性条件下,氰化 钠与氯胺 T 作用生成氯化氰,然后与异烟酸反应, 经水解生成戊烯二醛,最后与 1,3- 二甲基巴比妥 酸作用生成紫蓝色化合物,于 600 nm 波长处测定 其吸光度,间接建立吸光度与氰根离子之间的定 量关系。

1.3.2 前处理方法

参 照 GB 5085.3–2007 附 录 G 前 处 理 方 法, 并做适当细化调整:称取 5 g(精确至 0.01 g)过 1.7 mm(10 目)筛且有代表性的固体废物试样于 500 mL 蒸馏烧瓶中(若固体废物样品中氰化物含 量较高,可适当减少称样质量,但需考虑样品的代 表性,称样量不能过少,一般不少于 1 g),加入 200 mL 超纯水及数粒玻璃珠,连接好蒸馏及冷凝回流 装置,向蒸馏烧瓶中加入 10 mL 浓硫酸,迅速盖 好瓶塞并液封,加热蒸馏,保持馏出液流量为 2~4 mL/min,用 10 mL 10 g/L NaOH 溶液吸收,蒸馏 时,馏出液导管下端要插入吸收液液面下,以保证 吸收完全。

1.3.3 馏出液分析方法

采用连续流动分析法,样品和蒸馏试剂分别由 不同管路经蠕动泵蠕动进样,在混合圈内混合,由空 气间隔,进行紫外消解,采用 UV–B 灯和硼硅玻璃 螺旋管滤除波长小于 290 nm 的紫外光,以防硫氰化 钾转化成氰化物。在真空条件下于125 ℃在线蒸馏, 释放出氢氰酸,通过与氯胺 T 反应转化生成氯化氰, 然后与异烟酸及巴比妥酸反应生成红色物质,最后 进入比色池,于 600 nm 处测定吸光度。

相关链接:氰化物硫氰酸盐溶浓硫酸硝酸根铁氰化钾邻苯二甲酸北纳生物

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