水中铝的检测方法及研究进展

水中铝的检测方法及研究进展

[摘要] 结合国内外的研究进展，综述了水中铝的各种检测方法，并展望了铝在检测方法上的发展趋势。

[关键词] 水铝检测进展

铝是重要的金属元素，在自然界中含量丰富，在地壳中分布广泛，含量高达8.8％(重量)，仅次于氧、硅位居第三。存在的最主要形式是复硅酸盐及风化产物[1]，主要矿物为冰晶石、铝土矿和高岭土，活性溶解态的铝含量非常有限，一般不会对植物的根系造成伤害，也很少被人体消化道吸收。在生物体内，铝的含量很少，被称为微量元素。长期以来，铝一直被认为是无毒元素，但随着它在人们生活中的广泛应用，使其对环境的污染日益突出，尤其是对水环境的污染。过量铝不仅对各类水生生物，植物等有强烈的毒害作用，还会导致人体多种疾病[2]。因此，水中铝检测方法的探讨也日益成为人们关注的热点。本文对几种检测方法做简单的论述，以便为今后的研究提供参考。

1.水中铝的检测方法

1.1 分光光度法

分光光度法是基于郎伯-比耳定律，即被测物质的浓度与吸光度呈线性关系来进行定量分析的方法。分光光度法在水中铝的测定中有广泛的应用,根据所用显色剂的不同,有7-碘-8-羟基喹啉-5-磺酸荧光分光光度法,铬天青S——溴化十六烷基三甲胺分光光度法,铍试剂Ⅲ分光光度测定法和铝试剂分光光度法等。

1.1.1 7-碘-8-羟基喹啉-5-磺酸荧光分光光度法

杨阳[3]等研究了在502nm波长下，以pH5.0的乙酸-乙酸钠为缓冲液，依据铝与H2QSI（7-碘-8-羟基喹啉-5-磺酸荧光分光光度法）结合成的二元配合物和有CTMAB（六烷基溴化铵）存在下形成的三元配合物以及试剂空白的荧光强度与水中铝的含量呈线性关系，建立了测定水中铝含量的7-碘-8-羟基喹啉-5-磺酸荧光分光光度法。结果表明，用该法测水中铝的含量，平均回收率达96.0％，精密度较好，其检测范围为0.01—0.3mg/L，且该法操作简便，不需要有机溶剂萃取即可直接测定，易于掌握适合生活饮用水中铝的测定。

1.1.2 铬天青S——溴化十六烷基三甲胺分光光度法

和彦芩[4]提出铬天青S——溴化十六烷基三甲胺分光光度法。利用铝与铬天青S在聚乙二醇辛基苯醚(OP)和溴代十六烷基吡啶(CPB)的存在下反应生成蓝色的四元胶束,在620nm波长下,测量吸光度,定量测定水中铝含量。结果表明，标准曲线存在高度的相关性，γ=0.9991，20份水样平均加标回收率为96.7％，样品变异系数CV=59.12％。方法具有良好的精密度和准确度。不仅适用于生活饮用水

也适用于水源水中铝含量的测定。

1.1.3 铍试剂Ⅲ-分光光度法

铍试剂Ⅲ-分光光度法则是通过水中的铝与铍试剂Ⅲ在合适的温度和酸度下进行反应，生成红色的络合物，在波长510nm进行比色，用测得的吸光值进行标准曲线的绘制，从而计算出水中铝的含量。赵玉霞[5]用该法在85℃下水浴加热5min，选用pH=6.1的缓冲液，使反应生成的红色络合物在波长510nm进行比色，得到标准曲线回归方程Y=0.0027+0.1472 ，相关系数r=0.9995，铝的线性范围为0.01-0.02mg/L，检出限为0.008mg/L。而潘心红等[6]也用相同的方法得出回收率为80.0％-96.O％，相对标准偏差为0.70％。该方法具有操作简便，易于掌握，有较好的精密度和准确度，灵敏度高，干扰物质少，适合生活饮用水中铝的测定结果，尤其对那些盐类含量偏高的水源水更为适用。

1.1.4 铝试剂分光光度法

铝试剂分光光度法是将水中的铝与铝试剂在合适的温度和酸度下进行反应，生成红色的络合物，在波长525nm测量吸光度值，定量分析，计算水中的铝含量。该法使用不同的缓冲体系时，效果大不相同。饮用天然矿泉水检验方法[7]中使用盐酸-乙酸铵缓冲体系（pH值理论上在3.8—4.0之间）与铝试剂配在一起，在室温下反应15分钟，结果显色过程非常缓慢。而《环境保护监测方法》[8]中使用缓冲体系为pH值等于6.3的乙酸-乙酸铵溶液却提高了反应速率。曹学永[9] 则加入一定量醋酸铵做缓冲溶液，并置沸水浴中加热15min，冷却后，以纯水为参比测量吸光度值。结果表明，曹学永的方法反应迅速完全，铝离子在0～0.5 mg ／L范围内线性良好，可完全满足日常分析要求，特别适合大量水样筛查时的检测。

1.1.5 试剂盒法快速测定法

吕静等[10]用HACH DR／2500型分光光度计和特定试剂盒直接测定水中铝，在pH=6.7～7.0条件下，水中铝与铬天青S形成棕色络合物，于620nm波长下进行比色定量分析。结果表明，相对标准偏差3.3％～8.7％，对于较低含量的水样其相对标准偏差可以达到8.7％，并随着样品中铝含量的增加相对标准偏差逐渐减小。适宜的测定范围为0.02～0.50mg／L，对于高浓度的水样可以稀释后测定。方法准确、快速、高效，自动化程序处理数据得出测定结果，比其他化学法提高工作效率5倍以上，尤其适合污染事故现场测定和大量样品测定，易在基层实验室推广。

1.2 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是基于物质所产生的原子蒸气，对特征谱线的共振吸收作用来进行定量分析的一种方法。它的原理是光源发出的特征辐射光谱通过原子蒸气时，基态原子将吸收能量由基态跃迁到激发态，发生共振吸收，产生原子吸收光谱。由于被测元素的含量与蒸气中原子浓度保持一定比例关系，因此可以据此检

测样品中元素的含量。王丽萍等[11]在对各种基体改进剂进行实验的基础上，选定抗坏血酸作为铝的基体改进剂,用石墨炉原子吸收分光光度法测定了水中铝含量。结果稳定、灵敏度高、准确度好，方法的检出限为0.004mg／L,灵敏度可达23pg／0.044A，方法的相对标准偏差为3.83％。对饮用水等清洁水体，调节酸度后可直接进行测定。而李凤贞[12]等分别以钯或镁作基体改进剂或完全不加基体改进剂的情况下对水中铝进行检测方法和条件的探讨。结果表明，以钯或镁作基体改进剂或完全不进基体改进剂时，工作曲线线性相关系数分别为0.9999、0.9998、0.9998；方法法检出限分别为：1.14、1.73、0.41 g／L。对于洁净的生活饮用水，方法中的3种条件都具有操作简便、快速、灵敏度高、回收率高的优点，可作为检测水中铝的日常快速分析方法；对于含有超标量的共存金属元素时，以钯为基体改进剂具有高的选择性和回收率。而张启生等[13]对石墨炉升温程序条件进行了优化，再对生活饮用水水样进行检测。结果发现:通过优化，方法的线性关系良好，相关系数为0.9993-0.9997，相对标准偏差为0.48％-1.33％，回收率在99.7％-101.0％之间。且通过优化，使该方法具有操作简便，试剂用量少的优点，适宜在水质检测中推广应用。

1.3 电化学分析方法

1.3.1 极谱法

极谱法是一种操作简单、测定快速、稳定性好、选择性好、灵敏度高的测定方法。徐赟[14]在HOAc-NH40H缓冲液-铍试剂Ⅲ-乙二胺四乙酸(EDTA)体系中，在pH=5.8的HOAc-NH40H缓冲液中，采用极谱法测定水样中的铝。结果显示，该法的线性范围为0.005-0.300mL；检出限为0.003 mL。相对标准偏差为5．4％～9．1％，回收率为92．7％～108．0％，符合测定要求.而廖庆平等[15]使用示波极谱一铬蓝黑R体系测定饮用水中铝,并通过改变原体系乙酸盐缓冲液配比和适当提高反应温度，使原法斜率低、峰形不尖锐的不足得到改善。改进方法准确、简便、经济。