原子吸收分光光度法测定水中微量镉的方法试验

表 3 分析测定结果
Cd 含量/ pg mL-1 0. 05 0. 10 0. 20 0. 30 0. 40
吸光度 A
0. 040 0. 088 0. 167 0. 248 0. 325
1. 4 样品测定 利用原子吸收分光光度法测定样品溶液中的镉
浓度O 按上述原子吸收分光光度计测定条件参数开 机 以去离子水作参比 将待测溶液喷入火焰中测出
mLO 镉中间标准溶液( 100 pg mL-1D ; 移取 10. 00
mL 镉标准储备液于 1000 mL 容量瓶中 用去离子 水稀释至刻度O
001> 7 强酸性阳离子交换树脂; 使用时取市售 阳离子交换树脂 1 kg 用自来水漂洗后 用 8 % HC 溶液浸泡一天 然后用去离子水洗涤至中性待用O
表 1 地面水中镉含量分类
分类
I 类 I 类 I类 V类 V 类
总镉 mg L-1 O. OO1 O. OO5 O. OO5 O. OO5 O. O1
测定水质镉的方法有双硫胺分光光度法~ 原子 吸收分光光度法~ 阳极溶出伏安法和示波极谱法等G 在环境监测中较常用双硫腙分光光度法和原子吸收
分光光度法G 双硫胺分光光度法是在强碱性介质中9镉离子
献报道虽有提及 但比较少O 本文就阳离子交换树脂 对水样中镉的富集测定的方法进行了初步的实验O
1 实验部分
1. 1 主要试剂与仪器 镉标准储备液( 1 mg mL-1D ; 称取 1. 000 g 纯
金属镉 准确到 0. 001 g 用优质纯硝酸溶解 必要时 加热 直至溶解完全 此后用去离子水稀释至 1000
本试验的目的是; 当含镉试验水样以一定的流 速连续流过一定量的树脂, 通过测定不同的时间段 流出液的吸光度的大小来考察树脂对水样中镉的富
集效率0 考虑到清洁的环境水样比我们的试验水样 的镉浓度要低得多, 实验时只测定至 150 min0 测定 步骤如下;
取 1 支 50 mL 酸式滴定管, 在滴定管内塞上一 团脱脂棉, 后装入约 20 g( 相当于 25 mL 树脂体积D 刚滴干的阳离子交换树脂形成树脂床, 用纯水排掉 气泡0 使含镉试验水样以一定的流速( 约 10 mLmin-1D 通过树脂床, 用烧杯在滴定管下端收集流出 液0 每隔一定时间, 取流出液测定其吸光度, 其吸光 度测定结果见表 7 所示(含镉试验水样吸光度 A=
进行匀速搅拌 20 min 后测定溶液的镉浓度 测定 结果见表 4 所示O
表 4 水样中 pH 值对镉富集的影响
T= 0 min
Cd 2+
pH
/ pg mL-1
2. 0
9. 7
4. 0
9. 7
6. 0
9. 7
8. 0
9. 7
T= 20 min
吸光度 A
Cd 2+ / pg mL-1
0. 003
0. 06
文献标识码: A
文章编号: 1671-99O5( 2OO5D O1-OO32-O4
镉是一种毒性很大的重金属9其化合物也都属 毒性物质G 世界环境八大公害之一的日本 骨痛病 事件就是因为镉污染水体而使人类中毒所致G 水体 中的镉通过直接饮用含镉的水或食用含镉水体浇灌
的蔬菜~ 粮食9通过食物链进入人体而慢慢积累在肾 脏和骨骼中G 镉对人体的危害主要表现为损坏人体 的肝~ 肾等脏器的组织9使其功能失调出现中毒病 症9镉还可以导致骨质疏松和软化G
表 6 洗脱剂接触时间对树脂中镉的脱附影响
时间 /min 5
10
20
30
45
60
吸光度 A 0. 028 0. 280 0. 367 0. 368 0. 370 0. 369
由表 6 可以看出, 随着洗脱接触时间( 搅拌时 间D 的延长, 开始其吸光度随之增大, 但 20 min 后, 吸光度基本不再变化, 说明 20 min 后脱附已达到平 衡了0因此, 为保证树脂中富集的镉充分脱附并尽量 提高分析速度, 当脱附剂采用 10 % HNO3 溶液时, 洗脱接触时间选择在 30 min 到 45 min 为宜0 2. 1. 4 水样动态富集效率试验
根据原子吸收分光光度法的测定方法 通过条
件试验 得到火焰原子吸收分光光度法测定镉的条
件参数如表 2 所示( 采用空气-乙炔火焰D O
表 2 原子吸收分光光度法测定镉的条件参数
灯电流 波长 /mA /mm
狭缝 /mm
燃烧器高
提升量
燃助比
度 /mm
/ mL-1 min-1
6
288. 8 0. 1
8
1= 5
0. 001
0. 02
0. 002
0. 04
0. 003
0. 06
镉被富集 百分率/%
99. 4 99. 8 99. 6 99. 4
由表 4 可以看出 水样的 pH 值在 2~ 8 时 水 样中镉被阳离子交换树脂富集 20 min 后富集率达 99. 4 % 以上 说明阳离子交换树脂富集法能满足一 般 pH 值的水样O 2. 1. 2 洗脱剂浓度对树脂中镉的脱附的影响
溶剂萃取火焰原子吸收法测定镉含量适用于含
量较低~ 需进行富集后测定的水样G 其基本原理是把 样 品 中 Cd2+ 在 酸 性 条 件 下 与 吡 咯 二 硫 代 氨 基 甲 酸 铵( APDCD 生成配合物9用甲醛异丁基丙酮( MIBK D 萃取后喷入火焰进行原子吸收分光光度测定G 根据 GB T 7475-1987 中规定9此方法适用的浓度范围为 1~ 5O pg L-1G 但溶剂萃取富集法都具有以下缺
第1期
陆志发; 原子吸收分光光度法测定水中微量镉的方法试验
33
ห้องสมุดไป่ตู้
点; ( 1D 取样量受限制O 因为若取样量过大( 如大于 1000 mLD 操作不方便 且萃取率无法保证; ( 2D 操 作费时 手续烦琐O
用离子交换树脂进行水中金属离子的富集就可
克服溶剂萃取法的缺点并大大提高方法的灵敏度O 目前用离子交换富集法测定镉或其它金属离子的文
摘 要: 用离子交换树脂富集取代溶剂萃取富集9通过阳离子交换树脂对含隔试验水样的富集效率和富集后
的溶剂脱附效率等方法试验9提出了离子交换树脂富集法测定水中微量镉方法G 本法具有取样量大9富集倍数高的
特点9提高了测定的灵敏度G
关键词: 离子交换树脂G 富集G 测定G 水样G 镉
中图分类号: 0 657. 31
化工技术与开发
第 34 卷
考虑硝酸溶液浓度过大会对原子吸收分光光度计原
子化器产生腐蚀, 因此, 脱附剂采用 10 % HNO3 溶 液较合适0 2. 1. 3 洗脱剂接触时间对树脂中镉的脱附的影响
把富集后的树脂滴干后, 分别加入 10 % HNO3 溶液 50 mL, 放入搅拌磁棒, 在磁力搅拌机下进行搅 拌, 在不同的时间段里停止搅拌, 静置后取上层清液 测定其吸光度, 不同时间段溶液吸光度值见表 6 所 示0
人类的生活用水( 自来水或地面水D 的含镉量一 般都很低9但由于镉在人体组织中具有蓄积( 富集D 作用9长期生活在含有镉的水体环境中就会使镉在 人体中慢慢积蓄而产生镉中毒G 因此9国家环保总局 颁发的< 地面水环境质量标准> 中9对地面水中镉的 含量做出了规定( 如表 1D G 随着人们对生活质量的 要求越来越高9测定水体中微量镉将逐渐成为水体 监测的常规项目之一G
对工业废水或受镉污染的水9由于镉含量较高9 可采用直接喷入原子吸收分光光度法进行测定G 直 接喷入法的适用范围为 O. O5~ 1 mg L-1G 对绝大 多数没有直接受镉污染的地面水9含镉量一般小于 1O pg L-19必须使用溶剂萃取法或离子交换树脂 法富集后再喷入火焰原子吸收分光光度计进行测
定G 对于此类水样也可以直接使用石墨炉原子吸收 分光光度法进行测定9其适用浓度范围为 O. 2~ 2 pg L-1G 但由于石墨炉原子吸收分光光计价格昂 贵9并且非火焰原子化气体干扰较严重9从而限制了 其应用G
取经含镉试验水样富集的阳离子交换树脂 滴
干后分别加入 2 % ~ 5 % ~ 10 % 及 15 % 的 HNO3 溶 液各 50 mL 放 入 搅拌 磁 棒 在 磁 力 搅拌 机 下 搅拌 0. 5 hO 静置后取上层清液测定其吸光度 各溶液吸 光度值见表 5 所示O
表 5 洗脱剂浓度对树脂中镉的脱附影响
8
1. 3 工作曲线制备 向 5 个 1000 mL 容 量 瓶 分 别 加 入 100 pg
mL-1 的 镉 标 准 溶 液 0. 50~ 1. 00~ 2. 00~ 3. 00~ 4. 00 mL 以( 1+ 100D 的硝酸溶液稀释至刻度 摇匀O 按照 本文结论的测定方法富集后再洗脱 收集前 100 mL 洗脱液按 1. 2 的测定条件参数 以去离子水作参比 测定其吸光度O 测定数据列表如表 3O
原子吸收分光光度法由于具有测定快速~ 干扰 少9应用范围广9且可在同一水样中分别测定多种金 属元素的特点9因而被广泛应用于环境水样金属离 子的监测G 在 GB T 7475-1987 中规定了水中的镉 的测定方法为原子吸收分光光度法G 测定时针对水 样中的镉含量高低可采用直接喷入法~ 溶剂萃取或 离子交换富集后再喷入测定法等方法G
第 34 卷 第 1 期 2OO5 年 O2 月
化工技术与开发 Technology g Development of Chemical Industry
Vol. 34 No. 1 Feb. 2OO5
原子吸收分光光度法测定水中微量镉的方法试验
陆志发
( 广西工业职业技术学院9广西 南宁 53OOO1D
与双硫腙发生反应9形成红色配合物9采用三氯甲烷 萃取分离后9利用分光光度计在 518 nm 处测定它 的吸光度进行定量G 在 GB T 7471-1987< 水质镉测 定 双硫腙分光光度法> 中规定此方法测定浓度范围
收稿日期: 2OO4-O8-12
为 1~ 5O pg L-1G 双硫胺分光光度法的缺点是在 测定时使用剧毒的氰化钾和毒害性较大的氯仿9给 操作者带来危害9并且手续烦琐9操作费时G
硝酸溶液浓度/%
2
5
10
15
吸光度 A
0. 027 0. 125 0. 368 0. 369
由表 5 可以看出 随着脱附剂硝酸溶液的浓度 增大 溶液吸光度也增大 说明树脂中镉脱附率增
大O 但是 当 HNO3 溶液浓度达到 10 % 时 再增加 酸浓度对脱附效率几乎不影响( 吸光度保持不变D O
34
表 8 洗脱剂流速对脱附的影响
所 需 时 间 / min
20 25 30 40
洗脱剂流速/mL- min-1
清洁水样中微量镉( 小于 1 Mg- mL-1D 的测定, 用阳 离子交换树脂进行富集, 其富集效率是可以保证的0 2. 1. 5 脱附剂流动速度对脱附的影响
把富集后的树脂滴干, 通入 10 % HNO3 溶液, 使其泡过树脂床, 静泡 30 min0 然后使 10 % HNO3 溶液以一定速度流过树脂床, 用 100 mL 的容量瓶 在滴定管嘴下收集 100. 00 mL 流出液, 记下所需要 的时间, 并测出收集液的吸光度值0吸光度测定结果 如表 8 所示0
其吸光度O 依据样品溶液吸光度的大小 采用标准曲 线定量法计算待测溶液中的镉浓度O
2 试验结果与讨论
2. 1 条件试验 2. 1. 1 水样 pH 值对镉富集效率的影响
取 100 mL 含镉试验水样于 250 mL 烧杯中 分 别调节其 pH 为 2~ 8 间 然后分别加入 20 g 刚滴干 的阳离子交换树脂 放入搅拌磁棒 在磁力搅拌机上
0. 725D 0
表 7 动态富集试验结果
时间 /min
30
60
90 120 150
已处理水样量/mL 300 600 900 1200 1500
吸光度 A
0. 001 0. 002 0. 003 0. 002 0. 003
由表 7 可知, 当 1500 mL 试验水样流过阳离子 交换树脂床后, 流出液的吸光度很小( 由 A= 0. 725 减 少为 A= 0. 003D , 说明流出液几乎没有 2+ , 即 水样中镉离子已被阳离子交换树脂所富集0因此, 对
WFX-1C 型火焰原子吸收分光光度计O 实验室 常规玻璃器皿O
含镉试验水样; 量取 1. 0 mg mL-1 的镉标准 溶液 10. 0 mL 于 20 L 小口试剂瓶中 加入自来水 10 L 摇匀O 在原子吸收分光光度计测得其吸光度 A = 0. 801 计算出该试验水样中镉含量为 9. 7 pg mL-1O 1. 2 原子吸收分光光度计测定条件参数