直接进样-火焰原子吸收光谱法测定矿区水样中的铅和镉

直接进样-火焰原子吸收光谱法测定矿区水样中的铅和镉
岳喜云;邱伟;佟佩伦;李蓉仑;张晓
【摘要】Collecting sewage and river water near a mining area within 3km, of lead and cadmium in mine water were determined by flame atomic absorption spectrometry, the method and played an important role in the study of water pollution. At the optimum experiment conditions, In
1.0~8.0μg·mL-1, the correlation coefficient of lead was 0.999
2. In
0.1~0.8μg·mL-1, the correlation coefficient of cadmium was 0.9992. The LOD results of lead and cadmium were respectively 0.043μg·mL-1 and
0.004μg·mL-1, the RSD results of lead and cadmium were less than 2.0%. The recoveries of lead and cadmium were respectively 98.4% and 102.3%. The method was handy, rapid, accurate and had a certain practical value.%采集某一矿区附近3km内的排放污水、河水，用火焰原子吸收分光光度法直接测定水体中铅、镉的含量，对区域水体污染的调查有着重要的作用。

在最佳仪器条件下，铅在1.0～8.0μg·mL-1范围内，相关系数为0.9992；镉在0.1～0.8μg·mL-1范围内，相关系数为0.9992。

铅、镉最低检出限分别为0.043和0.004μg· mL-1，相对标准偏差均不大于2.0%，铅、镉加标回收率分别为98.4%、102.3%。

该方
法简便、快速、准确，具有一定的实用价值。

【期刊名称】《化学工程师》
【年(卷),期】2015(000)007
【总页数】3页(P26-28)
【关键词】直接进样;火焰原子吸收光谱法;矿区水样;铅;镉
【作者】岳喜云;邱伟;佟佩伦;李蓉仑;张晓
【作者单位】中铁二院四川智源工程检测有限责任公司，四川成都 610031;中铁二院四川智源工程检测有限责任公司，四川成都 610031;中铁二院四川智源工程检测有限责任公司，四川成都 610031;中铁二院四川智源工程检测有限责任公司，四川成都 610031;中铁二院四川智源工程检测有限责任公司，四川成都 610031【正文语种】中文
【中图分类】O657.31
由于工农业生产等原因，铅、镉广泛存在于人们的生活环境中，铅、镉通过接触、吸入进入人体消化道和呼吸道，引起神经、免疫、生殖系统的损害，铅、镉的毒性及危害已引起社会的高度重视。

故对矿区附近水样中重金属的测定很有必要，用聚乙烯瓶采集瞬时水样，加HNO3 酸化，密封后带回实验室，测定前用0.45μm 滤膜过滤，直接测定，以国家水体环境质量标准中元素的最大限制值作为比较。

对于重金属元素含量较低的水样，将其富集浓缩，用空气- 乙炔火焰原子吸收[1-5]光
谱仪直接测定水样中铅、镉元素的含量，该方法可以大幅度提高检出限。

1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
GGX-6 型原子吸收分光光度计（北京科创海光仪器有限公司）；Pb、Cd 空心阴
极灯；Pb、Cd 标准溶液（国家有色金属及电子材料分析测试中心），浓度均为1000μg·mL-1。

HNO3 等均为优级纯试剂。

实验用水均为超纯水。

1.2 仪器工作条件
通过改变实验条件，确定待测元素的优化测定条件，见表1。

表1 仪器条件选择Tab.1 Selection the instrument condition元素波长/nm灯电流/mA光谱带宽/nm负高压/V燃烧器高度/mm燃助比Pb 283.3 10.0 0.2 340 5.0 1/5.5 Cd 228.8 10.0 0.2 365 5.0 1/5.5
1.3 实验方法
水样预处理：将矿区采集来的水样用0.45μm滤膜过滤，除去颗粒残渣。

测定pH 值，加入适量优级纯HNO3，使pH 值小于（酸性条件下可起到防腐作用）。

将过滤后的水样通过原子吸收光度计测定，若测定值较低，须进行浓缩处理。

水样浓缩处理：准确移取500mL 水样于1L 的大烧杯中，在电热板上加热蒸发（温度不超过100℃）浓缩至25mL。

反复用水冲洗烧杯，准确移入50mL 的容量瓶，定容，摇匀待测。

如果遇到高矿化度的水样，可适当减小浓缩倍数，按同样的方法制备空白试液。

2 结果与讨论
2.1 铅，镉标准工作曲线及各元素相互干扰情况
采用0.0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0μg·mL-1 的铅标准溶液系列和0.00、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80μg·mL-1 的镉标准溶液系列，用0.5%的稀硝酸作为稀释液，配置铅、镉的混合标准液，记录吸光度，以吸光度对浓度做回归曲线（图1、2）。

结果表明，铅、镉相关系数均大于0.9990，这表明在样品测定范围内，两种元素之间相互不干扰，故可在一份制备液中测定各个元素。

图1 Pb 标准工作曲线Fig.1 Standard working curve of lead
图2 Cd 标准工作曲线Fig.2 Standard working curve of cadmium
2.2 精密度试验
将铅标准溶液稀释为1.0、2.0、6.0μg·mL-1 的稀溶液，将镉标准溶液稀释为
0.10、0.20、0.60μg·mL-1的稀溶液，稀释液为0.5%的稀硝酸。

在各自的实验条
件下分别重复进样11 次，得到吸光度，用吸光度的RSD 表示精密度，铅的RSD 分别为1.44%、1.33%、0.62%，镉的RSD 分别为1.41%、1.22%、0.67%。

2.3 灵敏度试验
2.3.1 铅的检出限空白溶液（0.5%的硝酸）连续进样15 次，记录峰高（表2），根据3S/K,计算检出限为0.043μg·mL-1。

表2 铅Tab.2 Lead编号吸光度编号吸光度1 0.0097 9 0.0097 2 0.0109 10
0.0103 3 0.0108 11 0.0108 4 0.0102 12 0.0112 5 0.0109 13 0.0104 6 0.0105 14 0.0100 7 0.0107 15 0.0100 8 0.0105
2.3.2 镉的检出限空白溶液中未检出镉，通过空白加标的方式，配置0.03μg·mL-1 镉标准溶液，计算16 次平行测定（表3）的标准偏差，按公式A.1 计算镉的检出限为0.004μg·mL-1。

式中 MDL：检出限，t（n-1,0.95）：自由度为n-1,置信度为95%时的t 分布。

其中当n=16，t 值等于1.753。

表3 镉Tab.3 Cadmium编号测定浓度编号测定浓度1 0.0216 9 0.0241 2
0.0269 10 0.0233 3 0.0276 11 0.0252 4 0.0234 12 0.0237 5 0.0239 13 0.0256 6 0.0251 14 0.0259 7 0.0209 15 0.0202 8 0.0228 16 0.0216
2.4 共存离子的影响
本文研究了在水样中普遍存在的金属离子对Pb,Cd 测定的影响。

实验结果表明小于500μg·mL-1的K，Ca，Na，Mg 和小于50μg·mL-1 的Mn，Ni，Al，Fe，Zn 对Pb，Cd 的测定无干扰，但当钙的浓度高于1 000μg·mL-1 时，抑制镉的吸收。

2.5 模拟天然水标准物质测量结果
按照本方法分别测量国家标准物质的模拟天然水，测量结果见表4。

表4 铅、镉标准物质测定结果Tab.4 Determination results of lead and cadmiumstandard material元素国家标准水样标准值/μg·mL-1 不确定度测定值/μg·mL-1 RSD/%Pb GBW(E)080399 5.0 2%4.91 1.35 Pb GBW(E)080402 1.0 2%1.02 1.24
从表4 可以看出，本方法的测量结果与标准值吻合，铅、镉测量结果的相对标准偏差均小于2%。

2.6 实际样品的测定及方法的准确度
取经过滤的水样50mL，同时调节待测水样中硝酸体积分数为0.5%。

测铅时水样浓缩10 倍，测镉时水样未浓缩，平行测定3 次取平均值，分析结果见表6。

测定结果参考表5 的限定值。

表5 我国地表水环境质量标准中铅和镉限值（GB 3838-2002[6]）Tab.5 Lead and cadmium limit of surface water environmentquality standard in China （GB 3838-2002）元素总铅≤总镉≤水（V 类）μg·mL-1 0.1 0.01
表6 矿区水样铅、镉的测定Tab.6 Determination of lead and cadmium in mine water元素原含量/μg·mL-1加标量/μg·mL-1测得量/μg·mL-1回收率/%Pb 0.3613 0.4000 0.7549 98.4 Cd 0.2143 0.2000 0.4189 102.3
3 结语
从整个实验数据可以看出，本实验的线性范围、精密度、准确度等均能满足方法的要求，适合对矿区水样中Pb 和Cd 的测定，并且用火焰原子吸收测定Pb 和Cd 操作简单，分析速度快，可以大批量对矿区水样或其它水样中的Pb 和Cd 进行测定。

参考文献
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