肖立金
(上海大学环境与化学工程学院，上海200010) 摘要：主要论述了PAN法镍离子分析仪的原理、测量范围、仪器、试剂和在电镀废水镍离子浓度检测中的应用，以及在实际使用过程 中遇到的问题及解决的方法，使其快速、准确、有效的测量电镀废水中的镍离子浓度。 关键字：PAN法;火焰原子吸收法;镍离子;标准曲线 1前言 我厂是电镀生产基地，镍离子是其电镀废水中最主要的 污染物之一，同时也是上海市污水排放标准中规定的第一类 污染物之一，所以对电镀废水出水中镍离子的浓度必须进行 检测，而且必须确保检测数据及时、准确、有效。 我厂区原先一直是运用火焰原子吸收法检测电镀废水出 水中镍离子浓度的，该方法具有数据准确、干扰少、可重复性 强的优点，但也存在仪器复杂、操作繁琐、检测周期较长等缺 点，故比较适用于权威部门的监测之用，但并不十分适用于废 水站现场检测之用。鉴于此种情况，我厂在废水站现场引进了 美国哈希公司生产的DR/2500型实验室用分光光度仪，运用 PAN法检测电镀废水出水中的镍离子浓度，该方法具有仪器 简单、操作方便、检测周期短等优点，是一种适用于现场检测 的快速简便的分析方法。 2 PAN法 2.1测量原理 在氨性缓冲溶液中，镍与1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚 (PAN)金属离子显色剂，形成稳定的1∶2桔黄色可溶性络合 物，络合物在560 nm和620 nm处有两个吸收峰。为了消除铁 (III)、铜(II)、镁(II)等金属离子的干扰，可加入50%柠檬酸铵 2 ml或5%Na 2 -EDTA溶液2 ml。 PAN是一种熔点为140～142℃黄色针状晶体，可用作测 定金属离子的光度试剂，可溶于碱性溶液和有机试剂，其溶液 成黄色。PAN为三齿配位体结构，与镍离子生成N(iPAN) 2 型 螯合物。 2.2测量范围 本方法在pH=5时吸光度最大且稳定;镍的最低检出浓 度为0.007 mg/L，测定上限为1 mg/L;相关系数为0.9963。 3仪器及试剂 3.1仪器 哈希DR/2500型实验室用分光光度仪;10 ml比色管;1 ml 移液管。 3.2试剂 Phthalate-Phosphat试剂粉包;0.3%PAN溶液;EDTA试剂 粉包。 4实际应用 哈希DR/2500型实验室用分光光度仪的使用为我们快速 检测电镀废水出水中镍离子浓度提供了设备保证，但在使用 过程中也碰到了一些问题。 4.1发现问题 在仪器调试过程中，我们每周均对出水中的镍离子浓度同 时使用哈希DR/2500型实验室用分光光度仪和火焰原子吸收 仪进行检测，但我们多次发现数据存在较大的差距，详见表1。
 据此，我们认为使用哈希DR/2500型实验室用分光光度 仪测量电镀废水出水中镍离子浓度存在较大的误差，可能对 出水水质的判断造成重大失误。 4.2原因分析 根据上述情况我进行了原因分析，起初认为是由于空白 样品所用的矿泉水造成的干扰误差，所以我将其改为使用蒸 馏水，再次进行测量，发现情况略有好转，但效果不明显，依然 存在较大的误差，数据详见表3。 根据表3所示，由于空白样品水质问题造成了测量数据存 在部分误差，但其不是主要原因。所以我决定对PAN法和火焰 原子吸收法从原理、标准曲线、测量范围、仪器误差、试剂，五 个方面进行系统的对比分析。5个方面中原理、测量范围、仪 器误差、试剂均是由测量方法和仪器本身的特性决定的，并且 都是在合理的范围内;而两种方法在标准曲线校准方面有着 显著的不同，由于火焰原子吸收仪在每次测量前均要校准标 准曲线，并且所测数据为10次测量的平均值;而哈希DR/2500 型实验室用分光光度仪在测量前不需校准标准曲线，且是一 次读数，并且由于可能存在着未知的干扰离子，可能会对测量 带来直接的和意想不到的误差，所以我们决定对PAN法的标 准曲线进行校准。 5标准曲线的校准 在运用PAN法的哈希DR/2500型实验室用分光光度仪中 可使用标准加入来实现对标准曲线的校准。 5.1加标法 一个分析流程的准确度(测试值与直接的接近程度)和精 密度(重复测试结果相互之间的接近程度)都可以通过使用加 标来进行改善。加标是通过将已知量的标准溶液加入到样品 中并重复测试过程，是一种检查干扰、不合格试剂、仪器故障 以及不正确流程的一种常用技术。 5.2使用加标选项 加标涉及在一定体积的样品中加入少量的已知标准品。 这个“经过强化的”样品然后就用来分析加入的标准品。这一 过程包括三个重要的因素：(1)标准品的浓度;(2)加标的体 积;(3)样品的体积。 (1)从主菜单上触击哈希程序，触击通过数字编码选择， 然后输入340。触击确定，再触击开始程序。 (2)将蒸馏水作为待测水样，注意读数后将样品留在样品 池固定架中。 (3)从哈希程序菜单中，触击选项，然后触击加标。 (4)触击编辑来更改这些值。加标样品浓度为【Ni 2+ 】= 10 mg/L，加标体积分别为0.2 ml、0.4 mL、0.6 mL和0.8 mL，样 品体积为10 ml。 (5)打开一瓶镍标准溶液，它含有10 mg/L的Ni 2+ 。 (6)制备4个加标样品。在四个比色管中各加入10 mL样 品，使用移液管分别加入0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL和0.8 mL标 准溶液并彻底混合。 (7)按照流程中所描述的步骤分析各个加标样品，从 0.2 mL加标的样品开始。触击读数来获得各个加标样的读 数，详见表4。 (8)完成测试序列后，触击绘图(图1)来查看通过加标数 据点的最佳拟合曲线，这可以说明来自基体的干扰。回归系数 的平方r2=0.999。
(9)校准样品读数显示在曲线上方。 5.3用加标来估计浓度 在已知存在着干扰的情况下，估算样品中分析对象的浓 度。下面的步骤将有助于结果的估算： (1)按5.2中步骤1-8进行操作，但需将蒸馏水改为废水 出水水样。 (2)上步完成后，屏幕的显示表示出了数据图形以及估算 浓度曲线所用的直线。 (3)待测水样的估计浓度显示在图2的上方，具体数据详 见表5。
回归系数的平方r 2 =0.995，出水镍离子浓度经过校准后 读数为0.141 mg/L，说明在废水出水水样中存在着0.5%的干 扰误差。 同时，使用火焰原子吸收仪对该待测水样的镍离子浓度 进行了测量，读数为0.148 mg/L。相比两种方法测得的数据， 我发现读数已经非常接近，误差为4.73%。 5结语 (1)PAN法是一种快速、简便测量废水中镍离子浓度的测 量方法。 (2)运用PAN法的哈希DR/2500型实验室用分光光度仪 在实际使用中必须进行加标操作(即对标准曲线进行校准)。 (3)哈希DR/2500型实验室用分光光度仪可以简便、快 速、准确、有效的测量电镀废水出水中镍离子的浓度。 [参考文献] [1]奚旦立，孙裕生，刘秀英，环境监测(修订版)，1999(6) [2]魏复盛，齐文启，水和废水监测分析方法(第四版)，2002(12) |
