研究化学法处理实验室含铜和含铬污水
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摘 要：本文将采用化学方法对实验室中的含铜污水和含铬污水进行处理。在处理含铜污水时，对溶液的PH值进行调节，利用生成沉淀去除水中含有的铜物质；在处理含铬污水时，对其Cr3+进行还原处理，再对溶液的PH值进行调节，利用生成沉淀去除水中含有的铬（VI）物质。
关键词：化学法 含铜污水 含铬污水
实验室在展开无机实验、实验分析以及实验室中进行的科研工作时，容易使实验室中的水含有重金属离子。所以，重金属的类别、含量以及存在的形态都将随着不同的实验情况而发生改变，并且变化的程度比较大。
生物降解的方式不能将重金属转化为无害物，水体中的重金属只有小部分会被水生生物以及鱼类所吸收，其余大部分的重金属都将沉积在水体的底部。水体中的重金属的浓度受到PH值以及温度的影响。冬天的水温低，重金属中的盐类在水中比较难溶解，盐类物质在水体的底部沉积了较多，水中重金属的浓度比较小；夏季水温较高，重金属中的盐类在水中的溶解度提高，水中重金属的浓度比较高。重金属污染后的水体，受到的危害时间都比较长。
本文将使用化学方法对实验室中含铜和含铬的污水进行分别处理，并对其治理的条件进行研究。
在自然界中，铜等重金属离子没有具备生物降解或自净的能力，经过生物链持续不断的富集，将会导致动植物的生命情况受到损害[1]。在一些行业所排放的污水中所含有的铜等重金属的浓度超过了105mg.L-1，通常情况下，水中铜等重金属的浓度最大的允许值是0.5mg.L-1，比如化工、采矿以及冶金等行业，污水中的含铜等重金属已经超过了最大允许排放含铜污水的浓度值，这将导致环境的重度污染。
3.实验的具体方法
取6份50ml的模拟含铜污水，水中的铜离子的含量要达到1.66g.L-1；使用NaOH溶液对6份污水的PH值进行调节，使得它们的PH值分别是：6,7,7.5,8,8.5,9，并对它们进行5分钟的搅拌，之后离心分离，提取上层的清液，对清液中的含铜离子浓度进行测定，测定结果如图一所示：
4.实验的结论
通过实验结果可知，溶液的PH值的提高，水中含铜离子的浓度将会减小，当溶液PH值为8时，浓度降到最小；PH值大于8时，铜离子的浓度提高，出现该现象的原因是因为铜离子能够形成多羟基配合物，溶液有比较强的碱性时，氢氧化铜的沉淀又将进入溶液，此时的氢氧化铜是一种配合物离子的形式[2]。
二、关于化学法处理含铬污水的情况
水中的铬主要的存在形式是Cr3+和Cr（VI），Cr3+是以游离形式存在的，具有比较小的毒性，Cr（VI）是以阴离子形式存在的，具有比较大的毒性。一般人们认为，六价铬的毒性要比三价铬的毒性高出100倍[3]。因此，人们一直都对六价铬的污染问题十分的重视。
1.化学实验原理
在酸性前提下，在含铬的污水中加入FeSO4.7H2O还原剂，把污水中的Cr6+还原成Cr3+，对污水的PH值进行调整，使其变成碱性，把Cr3+生成Cr(OH)3，由于Cr(OH)3的溶解比较困难，所以比较容易从水中去除。具体化学等式如下：
2.实验所需的药品和仪器
药品包括：丙酮，氢氧化钠，七水硫酸亚铁，二苯碳酰二肼(DPCI），（1+1）磷酸和（1+1）硫酸等，所用到的试剂都必须为分析纯，还包括二次蒸馏水。
所需仪器包括：台式离心机，90-2型恒温磁力搅拌器，PHS-3C型数字酸度计以及WFX-120型原子吸收分光光度计四种。
3.实验的具体方法
3.1使用硫酸亚铁对Cr（VI）的进行还原的实验方法
取6份50ml的模拟含铬污水，水中的Cr（VI）的含量要达到2.5g.L-1，在水中加入不同剂量的FeSO4,使得水中的Cr6+还原成Cr3+，使用NaOH溶液对污水的PH值进行调节，使其PH值为8，并对其进行5分钟的搅拌，之后离心分离，提取上层的清液，对清液中的Cr（VI）浓度进行测定，测定结果如图二所示：
4.使用分光光度法对Cr（VI）进行测定的分析方法
水中的六价铬的测定，要使用二苯碳酰二肼分光光度法进行，在硫酸介质中，二苯碳酰二肼与Cr（VI）形成的组成比例为2∶3的配合物，配合物的最高吸收波长处在540nm的位置。
a对于标准曲线的绘制情况：准备一系列的比色管，在比色管中分别加入0，1ml，2ml，3ml，4ml，5ml，10mg.L-1的铬标准液，并在比色管中各添加0.6ml的（1+1）磷酸和（1+1）硫酸，再添加显色剂2ml，并用水进行稀释，使管内的液体到达标线，摇匀，在5到10分钟的显色后，测定540nm的位置的吸光度，吸光度对六价铬含量的标准曲线进行绘制。
b对样品的鉴定情况：在10ml的比色管中放入适量的上清液，并添加（1+1）磷酸、（1+1）硫酸和显色剂，并用水进行稀释，使管内的液体到达标线，摇匀，在5到10分钟的显色后，测定540nm的位置的吸光度，根据标准曲线对六价铬的含量进行测定。
5.实验的结论
通过实验可知，硫酸亚铁的投放量增加，水中Cr（VI）的浓度将会减小，当硫酸亚铁的量达到24g.L-1时，浓度不会出现很大的变化，因此投放硫酸亚铁的量最好为24g.L-1；当Cr（VI）离子的残余浓度在0.04mg.L-1时,那么就低于我国第一类污染物的排放标准。
三、结束语
通过上述的实验，对实验室内的含铜污水和含铬污水进行化学处理。由实验可知，NaOH溶液的PH值的提高，水中含铜离子的浓度将会降低；硫酸亚铁的投放量提高，使得水中Cr（VI）的浓度将会降低。
参考文献
[1]张桂芝,董明.化学方法处理实验室无机废液[J]. 科技创新导报. 2011(03).
[2]孙燕.污水拌饭还能吃么?[J]. 中国检验检疫. 2008(02) .
[3]车忠华,车淑红.水环境实验室计量认证中常见问题探讨[J]. 水利技术监督. 2011(01) .