水中氰化物易影响因素的探讨

2021-11-11周霞

皮革制作与环保科技 2021年13期

周霞

（湖南省益阳生态环境监测中心，湖南益阳 413000）

氰化物属于剧毒物质，一旦进入到人体就会和高铁细胞色素氧化酶发生反应，造成氧化酶无法有效传递氧而引发缺氧窒息[1]。从现阶段的情况看，很多人类活动都容易引发氰化物的污染，例如金属矿的开采、金属冶炼、化学工业、造气等工业排放的废水，氰化物往往会以CN、HCN以及络合氰离子的形式存在于水体当中。目前，在人们的生活饮用水中已经将氰化物作为非常关键的控制指标，对水体中氰化物的含量进行了明文规定。但是因为在常规水体中氰化物的含量非常有限，因此在对其实施定量检测时，任何影响因素都会对最终的检测结果造成影响，所以需要对其进行仔细地分析和探讨。

1 水中氰化物试验分析

1.1 试验所用仪器试剂

1.1.1 所用试剂

该实验所用试剂包括：10%乙二胺四乙酸二钠溶液；40%磷酸溶液；1%氯胺T溶液。磷酸盐缓冲液（pH=7.00）：称取34.0 g无水磷酸二氢钾和35.5 g无水磷酸氢二钠于烧杯中，加水溶解后稀释至1 000 ml。异烟酸溶液：称取1.5 g异烟酸溶于24 mL、0.5 mol/L氢氧化钠溶液中，加水稀释至100 mL。吡唑啉酮溶液：称取0.25 g吡唑啉酮溶于20 mL的N，N-二甲基甲酰胺中。临用前，将异烟酸溶液和吡唑啉酮溶液按5∶1的体积混合。

1.1.2 所用仪器设备

主要采用的设备包括：500 mL全玻璃蒸馏器、800 w可调电炉、100 mL容量瓶、紫外可见分光光度计等。

1.2 试验方法

（1）在蒸馏器内投入200 mL的水样并在其中加入一定数量的玻璃珠；

（2）在容量瓶中加入10 mL的NaOH溶液作为吸收液使用；

（3）将馏出液导管的上部和冷凝管出口相连，将其下部放入到吸收液当中，一定要保证连接位置的牢固性，不能出现漏气等问题；

（4）首先倒入10%乙二胺四乙酸二钠溶液10 mL，之后快速在其中加入10 mL磷酸溶液并打开冷凝水，同时对混合液进行加热（控制馏出液速度：2～3 mL/min），最终要收集100 mL的馏出液；

（5）将10 mL馏出液投入到具塞比色管当中并在其中投入5 mL的磷酸盐缓冲液摇匀，之后快速在其中加入0.2 mL、1%氯胺T溶液，混合均匀后静置约5 min，再在其中投入5 mL的异烟酸-吡唑啉酮混合液混合均匀，将上述混合液投入到25 ℃～35 ℃的水域当中放置40 min。最后进行吸光度的测试，具体操作为：在分光光度计上通过1 cm比色皿在638 cm波长位置，从校准曲线上查找出氰化物的浓度（参照纯水指标）。

2 试验结果分析

2.1 预处理内容

2.1.1 预处理试剂

所谓的总氰化物主要是指所有的简单氰化物以及除了钴氰络合物之外的绝大多数络合物，这些物质主要是在磷酸以及EDTA存在（pH＜2）的情况下，通过加热蒸馏而形成的氰化物。

2.1.2 蒸馏速度

为了确保试验的准确性，需要对溶液的蒸馏速度进行有效控制，一旦蒸馏速度较快就会加速氰化物的馏出，吸收不完全容易影响最终测试结果（导致结果较低）。通过相应研究可知，为了确保氰化氢能够被充分吸收，从而获得较好的检测结果，一般情况下要控制蒸馏速度在2～3 mL/min范围内，此时能够实现95%以上的回收率，一旦蒸馏液的流出速度在6 mL/min之上，那么回收率就会大幅下降（在90%之下）。

2.1.3 馏出液体积

在水中投入酸性溶液后会和其中的氰化物发生反应而形成氰化氢，该物质非常容易和水蒸气共同挥发，所以只要收集20%～30%水样体积的馏出液就能够得到比较好的回收效果。正常情况下简单氰化物会完全被蒸发出，铁钴镍等氰络合物总蒸出率在1%以内，其中锌氰络合物的回收率在97%以上。为了判定测定结果的准确性，对国家标物中心的氰化物标准样品（浓度：0.116 mg/L）实施测定并收集馏出液，所得结果和试验结果相同。

2.2 显色条件试验

2.2.1 缓冲溶液pH值对于显色反应的影响分析

正常情况下显色反应是在pH值为7的条件下实施的，所以可以采取磷酸盐或者醋酸盐对溶液进行中和。但是对于pH值相对较高的水样采用醋酸作为缓冲液的效果相对有限，需要通过乙酸进一步调节，会对测试结果造成影响，所以本试验主要采用磷酸盐作为缓冲剂。主要采用将磷酸二氢钾和磷酸氢二钠进行混合作为缓冲溶液，按照以上试验方法进行吸光度的测定，得到如表1所示结果。

表1 pH值对显色灵敏度的影响

从表1可以得知，显色反应最为合适的pH值需要控制在6.79～7.48，此范围的吸光度较为稳定，其他范围的吸光度下降明显，所以此试验设定显色pH值为7.00。

2.2.2 氯胺T和显色剂用量分析

在pH值为7的情况下，氯胺T会将氰化物转变成为氯化氢，通过异烟酸的水解以及和吡唑啉酮的作用形成蓝色的染料，随着氰化物含量的增加颜色逐渐变深。对于不同含量氯胺T作用下的吸光度进行试验能够得到表2所示结果。

从表2可以得知，氯胺T的加入量控制在0.2～0.3 mL范围内时能够得到较大的吸光度，其他加入量的吸光度都相对较低，因此本次试验设定加入氯胺T的用量为0.2 mL。正常情况下发生分解或者配置之后产生浑浊现象的氯胺T无法应用，所以需要在使用之前临时配置，既使提前配置也要保存在较低温度下且时间不能超过一周。同样在以上溶液中加入不同量的显色剂（主要为异烟酸+吡唑啉酮）进行吸光度的测定，根据所得到的结果可知，所加入的显色剂量在4～6 mL范围内时吸光度较大且稳定性较好，其他范围的吸光度相对较低，所以本试验设定显色剂用量为5 mL[2]。一但显色剂较多就会造成空白值增加，并且显色剂也会和水中其他的成分形成有色化合物，对于试验结果具有较大的影响，所以要严格控制显色剂的加入量。

表2 氯胺T用量试验结果

2.2.3 显色时间分析

为了确定显色时间，在产生显色效果10分钟之后需要间隔一定时间对吸光度进行测定，从结果能够得知，显色时间在20～40分钟范围内的有色化合物较为稳定，特别是在30 min时吸光度达到峰值，而在40 min之后的吸光度呈线性下降，因此此次试验的显色时间控制在40 min。

2.2.4 显色温度分析

在产生显色效果40 min之后对不同温度情况下的吸光度进行测定，随着温度的下降吸光度也有所降低，随着显色温度的上升会缩短达到稳定吸光度的时间，但同时也会加快褪色速度，并且升温后的共存离子会对试验结果造成影响[3]。正常情况下需要控制温度在25 ℃～35 ℃范围内进行试验，能够得到比较好的效果，一旦温度＞25 ℃就需要通过恒温水浴锅进行恒温显色。