水中氰化物易影響因素的探討

周 霞

（湖南省益陽(yáng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，湖南 益陽(yáng) 413000）

氰化物屬于劇毒物質(zhì)，一旦進(jìn)入到人體就會(huì)和高鐵細(xì)胞色素氧化酶發(fā)生反應(yīng)，造成氧化酶無(wú)法有效傳遞氧而引發(fā)缺氧窒息[1]。從現(xiàn)階段的情況看，很多人類(lèi)活動(dòng)都容易引發(fā)氰化物的污染，例如金屬礦的開(kāi)采、金屬冶煉、化學(xué)工業(yè)、造氣等工業(yè)排放的廢水，氰化物往往會(huì)以CN、HCN以及絡(luò)合氰離子的形式存在于水體當(dāng)中。目前，在人們的生活飲用水中已經(jīng)將氰化物作為非常關(guān)鍵的控制指標(biāo)，對(duì)水體中氰化物的含量進(jìn)行了明文規(guī)定。但是因?yàn)樵诔Ｒ?guī)水體中氰化物的含量非常有限，因此在對(duì)其實(shí)施定量檢測(cè)時(shí)，任何影響因素都會(huì)對(duì)最終的檢測(cè)結(jié)果造成影響，所以需要對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)地分析和探討。

1 水中氰化物試驗(yàn)分析

1.1 試驗(yàn)所用儀器試劑

1.1.1 所用試劑

該實(shí)驗(yàn)所用試劑包括：10%乙二胺四乙酸二鈉溶液；40%磷酸溶液；1%氯胺T溶液。磷酸鹽緩沖液（pH=7.00）：稱(chēng)取34.0 g無(wú)水磷酸二氫鉀和35.5 g無(wú)水磷酸氫二鈉于燒杯中，加水溶解后稀釋至1 000 ml。異煙酸溶液：稱(chēng)取1.5 g異煙酸溶于24 mL、0.5 mol/L氫氧化鈉溶液中，加水稀釋至100 mL。吡唑啉酮溶液：稱(chēng)取0.25 g吡唑啉酮溶于20 mL的N，N-二甲基甲酰胺中。臨用前，將異煙酸溶液和吡唑啉酮溶液按5∶1的體積混合。

1.1.2 所用儀器設(shè)備

主要采用的設(shè)備包括：500 mL全玻璃蒸餾器、800 w可調(diào)電爐、100 mL容量瓶、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)等。

1.2 試驗(yàn)方法

（1）在蒸餾器內(nèi)投入200 mL的水樣并在其中加入一定數(shù)量的玻璃珠；

（2）在容量瓶中加入10 mL的NaOH溶液作為吸收液使用；

（3）將餾出液導(dǎo)管的上部和冷凝管出口相連，將其下部放入到吸收液當(dāng)中，一定要保證連接位置的牢固性，不能出現(xiàn)漏氣等問(wèn)題；

（4）首先倒入10%乙二胺四乙酸二鈉溶液10 mL，之后快速在其中加入10 mL磷酸溶液并打開(kāi)冷凝水，同時(shí)對(duì)混合液進(jìn)行加熱（控制餾出液速度：2～3 mL/min），最終要收集100 mL的餾出液；

（5）將10 mL餾出液投入到具塞比色管當(dāng)中并在其中投入5 mL的磷酸鹽緩沖液搖勻，之后快速在其中加入0.2 mL、1%氯胺T溶液，混合均勻后靜置約5 min，再在其中投入5 mL的異煙酸-吡唑啉酮混合液混合均勻，將上述混合液投入到25 ℃～35 ℃的水域當(dāng)中放置40 min。最后進(jìn)行吸光度的測(cè)試，具體操作為：在分光光度計(jì)上通過(guò)1 cm比色皿在638 cm波長(zhǎng)位置，從校準(zhǔn)曲線上查找出氰化物的濃度（參照純水指標(biāo)）。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 預(yù)處理內(nèi)容

2.1.1 預(yù)處理試劑

所謂的總氰化物主要是指所有的簡(jiǎn)單氰化物以及除了鈷氰絡(luò)合物之外的絕大多數(shù)絡(luò)合物，這些物質(zhì)主要是在磷酸以及EDTA存在（pH＜2）的情況下，通過(guò)加熱蒸餾而形成的氰化物。

2.1.2 蒸餾速度

為了確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，需要對(duì)溶液的蒸餾速度進(jìn)行有效控制，一旦蒸餾速度較快就會(huì)加速氰化物的餾出，吸收不完全容易影響最終測(cè)試結(jié)果（導(dǎo)致結(jié)果較低）。通過(guò)相應(yīng)研究可知，為了確保氰化氫能夠被充分吸收，從而獲得較好的檢測(cè)結(jié)果，一般情況下要控制蒸餾速度在2～3 mL/min范圍內(nèi)，此時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)95%以上的回收率，一旦蒸餾液的流出速度在6 mL/min之上，那么回收率就會(huì)大幅下降（在90%之下）。

2.1.3 餾出液體積

在水中投入酸性溶液后會(huì)和其中的氰化物發(fā)生反應(yīng)而形成氰化氫，該物質(zhì)非常容易和水蒸氣共同揮發(fā)，所以只要收集20%～30%水樣體積的餾出液就能夠得到比較好的回收效果。正常情況下簡(jiǎn)單氰化物會(huì)完全被蒸發(fā)出，鐵鈷鎳等氰絡(luò)合物總蒸出率在1%以?xún)?nèi)，其中鋅氰絡(luò)合物的回收率在97%以上。為了判定測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)國(guó)家標(biāo)物中心的氰化物標(biāo)準(zhǔn)樣品（濃度：0.116 mg/L）實(shí)施測(cè)定并收集餾出液，所得結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果相同。

2.2 顯色條件試驗(yàn)

2.2.1 緩沖溶液pH值對(duì)于顯色反應(yīng)的影響分析

正常情況下顯色反應(yīng)是在pH值為7的條件下實(shí)施的，所以可以采取磷酸鹽或者醋酸鹽對(duì)溶液進(jìn)行中和。但是對(duì)于pH值相對(duì)較高的水樣采用醋酸作為緩沖液的效果相對(duì)有限，需要通過(guò)乙酸進(jìn)一步調(diào)節(jié)，會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成影響，所以本試驗(yàn)主要采用磷酸鹽作為緩沖劑。主要采用將磷酸二氫鉀和磷酸氫二鈉進(jìn)行混合作為緩沖溶液，按照以上試驗(yàn)方法進(jìn)行吸光度的測(cè)定，得到如表1所示結(jié)果。

表1 pH值對(duì)顯色靈敏度的影響

從表1可以得知，顯色反應(yīng)最為合適的pH值需要控制在6.79～7.48，此范圍的吸光度較為穩(wěn)定，其他范圍的吸光度下降明顯，所以此試驗(yàn)設(shè)定顯色pH值為7.00。

2.2.2 氯胺T和顯色劑用量分析

在pH值為7的情況下，氯胺T會(huì)將氰化物轉(zhuǎn)變成為氯化氫，通過(guò)異煙酸的水解以及和吡唑啉酮的作用形成藍(lán)色的染料，隨著氰化物含量的增加顏色逐漸變深。對(duì)于不同含量氯胺T作用下的吸光度進(jìn)行試驗(yàn)?zāi)軌虻玫奖?所示結(jié)果。

從表2可以得知，氯胺T的加入量控制在0.2～0.3 mL范圍內(nèi)時(shí)能夠得到較大的吸光度，其他加入量的吸光度都相對(duì)較低，因此本次試驗(yàn)設(shè)定加入氯胺T的用量為0.2 mL。正常情況下發(fā)生分解或者配置之后產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象的氯胺T無(wú)法應(yīng)用，所以需要在使用之前臨時(shí)配置，既使提前配置也要保存在較低溫度下且時(shí)間不能超過(guò)一周。同樣在以上溶液中加入不同量的顯色劑（主要為異煙酸+吡唑啉酮）進(jìn)行吸光度的測(cè)定，根據(jù)所得到的結(jié)果可知，所加入的顯色劑量在4～6 mL范圍內(nèi)時(shí)吸光度較大且穩(wěn)定性較好，其他范圍的吸光度相對(duì)較低，所以本試驗(yàn)設(shè)定顯色劑用量為5 mL[2]。一但顯色劑較多就會(huì)造成空白值增加，并且顯色劑也會(huì)和水中其他的成分形成有色化合物，對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果具有較大的影響，所以要嚴(yán)格控制顯色劑的加入量。

表2 氯胺T用量試驗(yàn)結(jié)果

2.2.3 顯色時(shí)間分析

為了確定顯色時(shí)間，在產(chǎn)生顯色效果10分鐘之后需要間隔一定時(shí)間對(duì)吸光度進(jìn)行測(cè)定，從結(jié)果能夠得知，顯色時(shí)間在20～40分鐘范圍內(nèi)的有色化合物較為穩(wěn)定，特別是在30 min時(shí)吸光度達(dá)到峰值，而在40 min之后的吸光度呈線性下降，因此此次試驗(yàn)的顯色時(shí)間控制在40 min。

2.2.4 顯色溫度分析

在產(chǎn)生顯色效果40 min之后對(duì)不同溫度情況下的吸光度進(jìn)行測(cè)定，隨著溫度的下降吸光度也有所降低，隨著顯色溫度的上升會(huì)縮短達(dá)到穩(wěn)定吸光度的時(shí)間，但同時(shí)也會(huì)加快褪色速度，并且升溫后的共存離子會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響[3]。正常情況下需要控制溫度在25 ℃～35 ℃范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，能夠得到比較好的效果，一旦溫度＞25 ℃就需要通過(guò)恒溫水浴鍋進(jìn)行恒溫顯色。

3 結(jié)語(yǔ)

水體內(nèi)的氰化物檢測(cè)是目前環(huán)境監(jiān)測(cè)最為關(guān)鍵的指標(biāo)之一，但是水體內(nèi)氰化物的含量相對(duì)較低并且分析判定的過(guò)程比較復(fù)雜，很多影響因素都會(huì)對(duì)最終的監(jiān)測(cè)結(jié)果造成影響，所以在實(shí)際分析時(shí)需要明確各方面的影響因素，控制好每個(gè)環(huán)節(jié)，以保證分析檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而保證水體的安全，避免對(duì)人體造成危害。