陈浩
新疆维吾尔自治区安全科学技术研究院
摘要：工业废水中部分金属元素的超标排放将会对环境造成较为严重的污染，为保证其排放时金属元素的含量处于可排放范围内，对工业废水的监测快速准确分析愈发重要。镉作为工业废水中的金属物质之一，其对环境以及人类身体的健康影响均较大，所以工业废水的检测中，镉是较为重要的指标之一。本文通过介绍分光光度法的分析的基本原理，描述了通过其测定工业废水中镉的含量的详细操作步骤，通过实验可以发现该方法在工业废水中镉含量测定中的优越性，也同时希望本文对从事水质分析行业的各位同仁有所帮助。
关键词：分光光度法；工业废水；镉
分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法，其具有分析速度快，分析精度高的特点，也正是因为这一特点，工业废水中的镉在形成配合物后，其在特征波长下有最大吸收，可对其含量进行测定，这种测定方法简单有效，结果及时准确，能够为工业废水的及时处理及排放提供可靠的技术保障。
一、分光光度法概述
在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到与不同波长相对应的吸收强度。如以波长（λ）为横坐标，吸收强度（A）为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法；用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。
它们与比色法一样，都以Beer-Lambert定律为基础。其主要的测定原理如下：
根据朗伯（Lambert）-比尔（Beer）定律：A=abc 式中A为吸光度，b为溶液层厚度（cm），c为溶液的浓度（g/dm3），a为吸光系数。其中吸光系数与溶液的本性、温度以及波长等因素有关。溶液中其他组分（如溶剂等）对光的吸收可用空白液扣除。
由上式可知，当溶液层厚度b和吸光系数a固定时，吸光度A与溶液的浓度成线性关系。在定量分析时，首先需要测定溶液对不同波长光的吸收情况（吸收光谱），从中确定最大吸收波长，然后以此波长 的光为光源，测定一系列已知浓度c溶液的吸光度A，作出A~c工作曲线。在分析未知溶液时，根据测量的吸光度A，查工作曲线即可确定出相应的浓度。这便是分光光度法测量浓度的基本原理。
分光光度法在进行测定时，所使用的仪器并不是很多，重要的有紫外分光光度计、比色计等。一定要选择精密度比较高的仪器，否则会影响测定结果的准确性，所选择的仪器都需要定期测定，以此确保检定准确性。
二、分光光度法测定工业废水中镉的含量的必要性及优越性
首先，镉是一种毒性非常大的重金属，其化合物也都属于毒性物质。水体中的镉通过直接饮用含镉的水或食用函镉水体浇灌的蔬菜、粮食，通过食物链进入人体后将会形成富集效应，损坏人体的肝、肾等内脏组织，一旦空气或者食品被镉污染，对人类身体的损害将无可想象，而镉作为工业生产中最常使用的金属，必定会存在于工业废水中，如果含量过高对环境污染非常大，也就直接影响了人体的健康，所以需要选择合适的方法对工业废水中镉含量进行测定，以便能够确保工业废水安全排放，不会对环境产生任何过大的伤害。环境工程中，镉主要是存在与淡水中，含量较低，日常生活中镉的污染源主要是来自于工业废水中，尤其是采矿或者是冶炼等工业废水中，这两大行业也是镉含量测定重点行业。其次，使用分光光度法测定，仪器相对简单，仪器的使用以及维护费用均较低，操作简便，测定的效率高，普遍试用性强，所以其在镉含量的测定中有着其独特的优越性
三、分光光度法测定工业废水中镉的含量的步骤
基本原理：聚乙烯醇，硼酸及碘于盐酸溶液中可形成蓝色复合物，在一定条件下，当有镉存在时，聚乙烯醇—硼酸—碘复合物体系吸光度值会降低。根据这一特点，本文研究了工业废水中镉的测定方法。
1、材料和方法
1.1试剂及仪器
65M硼酸溶液：将10.0gH3BO3溶解在250ml水中。
I2与KI溶液：向100ml水中加入25.0gKI及12.7g碘使其溶解，稀释至1000ml，得到0.05MI2和0.15MKI溶液。
聚乙烯醇水溶液：1.0mg/ml
镉标准溶液：1.0mg/ml稀释至所需浓度
721W型紫外可见分光光度计（上海）
1.2测定条件和方法
吸收池：1.0cm；波长：660nm；参比液：由相应的H3BO3、I3、KI及HCl溶液组成。于100ml容量瓶中，加入20ml0.65MH3BO3溶液，5ml0.05MI2（含0.15MKI）溶液，10ml6M盐酸溶液，10ml1.0mg/ml聚乙烯醇溶液，10ml不同浓度的镉标准溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇均，10min后，在分光光度计上测其吸光度值。
2.结果与讨论
2.1镉的标准工作曲线
按照以上的方法，以体系吸光度值的变化量为纵坐标，以加入镉的量为横坐标，绘制的工作曲线如图1所示。
图1 Cd（Ⅱ）的标准曲线
从图1中曲线可知，体系中镉的量在0~10mg范围内，体系的吸光度值变化量与镉的含量呈良好的线性关系。当有镉存在时，聚乙烯醇—硼酸—碘复合物体系吸光度值会降低，原因可能是复合物与镉发生缔合反应，或镉破坏了复和物的结构，使复合物的浓度下降，吸光度值随之下降。
2.2干扰离子的影响
聚乙烯醇—硼酸—碘复合物可能与其它金属离子发生缔合，或镉与其它配体发生缔合，而不能被复合物置换，这些情况对分析结果有一定影响。按照以上方法，使体系中镉的含量为5mg的条件下，考查了一些常见离子的干扰情况，结果列于表1中。
表1干扰离子的影响
由表中数据可知，如果误差控制在±10%范围内，CN-和SCN-的量超过100?g，S2-的量超过50?g，Zn和Hg的量超过500?g时，将对镉的测定产生干扰。由于工业废水中镉的含量一般远远超过水中所含的常见金属离子，所以用此法测定工业废水中镉的含量，几乎不产生干扰。
四、结语
综上所述，可知工业生产过程中，镉会进入到工业废水中，如果没有准确快速的测定，而直接的排入江河湖海中，一旦被进入到人们的身体中，此种物质就会人类身体中的钙，使得人们引发各种疾病，尤其是骨质方面的疾病，所以必须要对工业废水中镉的含量进行测定，分光光度法简单、快捷，操作过程不会产生二次污染，对于分析工作者来说为绿色环保的测定方法，希望该方法对于从事相关行业的分析工作者有所帮助。
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论文作者:陈浩
论文发表刊物:《基层建设》2015年14期供稿
论文发表时间:2016/1/14
标签：工业废水论文; 光度论文; 溶液论文; 含量论文; 波长论文; 复合物论文; 浓度论文; 《基层建设》2015年14期供稿论文;