工业废水水样检测中砷含量的测定方法及安全防护

工业废水中的砷主要来自冶金、化工、农药等行业生产过程，其化合物具有强毒性，长期接触会导致慢性中毒甚至致癌。准确测定砷含量是评估废水污染程度、保障环境安全的关键，而检测过程中的安全防护则直接关系到实验人员健康与环境风险。本文将详细阐述工业废水砷含量的常用测定方法及各环节的安全防护要点。

原子吸收光谱法（AAS）的原理与操作细节

原子吸收光谱法通过测量砷原子对193.7nm特定波长光的吸收程度定量，工业废水测定中常用火焰（FAAS）或石墨炉（GFAAS）模式。火焰法需将预处理后的样品喷入乙炔-空气火焰，使砷化合物原子化；石墨炉法则通过电加热完成干燥、灰化、原子化，灵敏度比火焰法高1-2个数量级。

操作中需注意：石墨炉法需加基体改进剂（如钯盐、镁盐）抑制氯离子、硫酸盐等干扰；火焰法要控制燃气与助燃气比例（乙炔:空气=1:4），确保原子化效率。该方法仪器普及率高，但石墨炉法易受共存元素干扰，需严格优化条件。

原子荧光光谱法（AFS）的氢化物发生技术应用

原子荧光光谱法是工业废水砷测定的主流方法，核心是氢化物发生（HG）技术。原理为：样品中五价砷被硫脲-抗坏血酸还原为三价后，酸性条件下与硼氢化钠反应生成砷化氢（AsH3），AsH3导入原子化器受激发产生荧光，强度与浓度成正比。

操作要点包括：还原时间需30分钟（室温），保证五价砷完全转化；硼氢化钠浓度控制在1%-2%（过高会稀释AsH3，过低反应不完全）；载气（氩气）流量稳定在400-600mL/min，避免荧光信号波动。该方法灵敏度高（检出限0.01μg/L）、干扰少，适合低浓度废水测定。

经典分光光度法——二乙氨基二硫代甲酸银法

二乙氨基二硫代甲酸银法（AgDDC法）是最早的砷测定方法，基于砷化氢与AgDDC的显色反应。步骤为：水样消解后加锌粒和盐酸，产生的氢气将砷还原为AsH3，AsH3通入AgDDC-三乙醇胺-氯仿溶液，反应生成红色胶体银，510nm处测吸光度。

关键控制要点：锌粒需20-40目（粒度均匀保证氢气速率稳定）；导气管用乙酸铅棉花除硫化氢干扰；显色液需现配（AgDDC易分解）。该方法设备简单、成本低，但操作繁琐、耗时，适合基层实验室应急检测。

工业废水水样的预处理关键步骤

工业废水含悬浮物、有机物等干扰物，需酸消解预处理：取100mL水样加10mL硝酸-高氯酸混合酸（4:1），加热至冒白烟（有机物完全分解），冷却后加5mL盐酸（1:1）继续加热至近干，用去离子水定容至25mL。

预处理注意事项：消解在通风橱进行，防止酸雾危害；温度控制在150℃以下（避免砷挥发损失）；含油量高的废水需先加石油醚萃取除油，再消解。

样品采集与运输的安全注意事项

采集前需穿实验服、戴丁腈手套（防砷渗透）和护目镜，禁止直接接触废水。采集工具用玻璃瓶或高密度聚乙烯瓶（普通塑料瓶会吸附砷），采样后立即用盐酸调pH至1-2，防止砷沉淀或吸附。

运输时将样品密封放入防漏容器，高浓度砷废水（如冶金废水）需标注“剧毒”标识，避免碰撞泄漏。

实验室操作环节的安全防护要点

砷化氢（AsH3）是主要风险（口服致死量0.01-0.05g），所有产生AsH3的操作（氢化物发生、AgDDC法）必须在通风橱（风速≥0.5m/s）中进行，操作前用肥皂水检查装置气密性。

使用硝酸、高氯酸时避免溅洒，若接触皮肤立即用大量清水冲洗15分钟，涂碳酸氢钠软膏。石墨炉操作需确保氩气供应，防止高温下石墨管氧化破裂。

实验废气与废液的无害化处理

砷化氢废气用5%高锰酸钾溶液吸收：将废气导管插入吸收液，AsH3与高锰酸钾反应生成无毒砷酸盐，吸收液需每周更换。

含砷废液处理：加石灰（CaO）调pH至12以上，砷转化为砷酸钙（Ca3(AsO4)2）沉淀（溶度积6.8×10^-19，稳定性高），静置24小时后上清液达标排放，沉淀收集至危废桶交由资质单位处理，禁止直接倒入下水道。