（推荐）水中铅和镉的测定

1、水中重金属的测定水中重金属的测定 -镉和铅镉和铅 1. 样品的采集 2. 预处理及保存 4. 典型事例 3. 测定方法及原理 根据水种类：天然水（河、湖、海、地下）；用根据水种类：天然水（河、湖、海、地下）；用 水（引用、工业用、灌溉）；排放水（工业废水、水（引用、工业用、灌溉）；排放水（工业废水、 城市污水）。城市污水）。 根据分析项目要求。根据分析项目要求。 采样多变性：采样多变性：河水河水上、中、下（大河：左右两上、中、下（大河：左右两 岸和中心线；中小河：三等分，距岸岸和中心线；中小河：三等分，距岸1/3处）；处）； 湖水湖水-从四周入口、湖心和出口采样；从四周入口、湖心和出口采样；海

2、水海水-粗粗 分为近岸和远岸；分为近岸和远岸；生活污水生活污水-与作息时间和季节与作息时间和季节 性食物种类有关；性食物种类有关；工业废水工业废水-与产品和工艺过程与产品和工艺过程 及排放时间有关及排放时间有关 水样 采样器的准备采样器的准备 采样器与水样接触部份材质应采用聚乙烯、采样器与水样接触部份材质应采用聚乙烯、 有机玻璃塑料或硬质玻璃。应先用洗涤剂有机玻璃塑料或硬质玻璃。应先用洗涤剂 除去油污，自来水冲净，再用除去油污，自来水冲净，再用10硝酸或硝酸或 盐酸洗刷，自来水冲净后备用。盐酸洗刷，自来水冲净后备用。 容器的准备：采用聚乙烯塑料或硬质玻璃容器的准备：采用聚乙烯塑料或硬质玻璃 容

3、器。装测金属类水样的容器，先用洗涤容器。装测金属类水样的容器，先用洗涤 剂清洗，自来水冲净，再用剂清洗，自来水冲净，再用10硝酸或盐硝酸或盐 酸浸泡酸浸泡8小时小时 ，用自来水冲净，然后用蒸，用自来水冲净，然后用蒸 馏水清洗干净。装测有机物水样的容器，馏水清洗干净。装测有机物水样的容器， 先用洗优涤剂清洗，再用自来水冲净，然先用洗优涤剂清洗，再用自来水冲净，然 后用蒸馏水清洗干净。贴好标签备用。后用蒸馏水清洗干净。贴好标签备用。 多通道自动采水器多通道自动采水器 自动采水器自动采水器 采样器采样器 采样采样 采集河流、湖泊等表层水可用适当的采集河流、湖泊等表层水可用适当的 容器从上方直接采集，

4、注意不能混容器从上方直接采集，注意不能混 入浮于水面上的物质。入浮于水面上的物质。 一定深度的水可用直立式或有机玻璃一定深度的水可用直立式或有机玻璃 采水器；采水器； 泉水、井水可在涌口处采集，有停滞泉水、井水可在涌口处采集，有停滞 水的必须等新水更替后采集；水的必须等新水更替后采集； 自来水或抽水设备的水应放水数分钟自来水或抽水设备的水应放水数分钟 后不规则采集。后不规则采集。 采样注意事项采样注意事项 l采样时不搅动底部沉积物。采样时不搅动底部沉积物。 l采样时应保证采样点位置准确。必要采样时应保证采样点位置准确。必要 时可用时可用GPS定位。定位。 l洁净的容器在装入水样前，应先用该洁净

5、的容器在装入水样前，应先用该 采样点的水冲洗采样点的水冲洗3次次，然后装入水样。，然后装入水样。 并按要求加入相应的固定剂，填写标并按要求加入相应的固定剂，填写标 签。签。 l待测溶解氧的水样应严格不接触空气，待测溶解氧的水样应严格不接触空气， 其它水样也应尽量少接触空气。其它水样也应尽量少接触空气。 水样的预处理水样的预处理 水样的保存和预处理：对于不同测定项目，采用不同 目的的预处理。 无悬浮物的地下水、洁净地表水可直接测定。 较混浊的水样：加少量稀硝酸微沸消煮、过滤、定容。 有悬浮物、有机杂质的水样：加硝酸、高氯 酸消煮至近干，冷却后用稀硝酸溶解、过滤、定容。 水样的保存 水样保存水样保

6、存 为得到准确的实验结果，水样采集后应为得到准确的实验结果，水样采集后应 尽快进行分析，为尽量避免水样发生变尽快进行分析，为尽量避免水样发生变 化，在尽可能缩短运输时间的同时，必化，在尽可能缩短运输时间的同时，必 须采用相应的保存方法，以控制物理、须采用相应的保存方法，以控制物理、 化学、生物因素的影响。因此往往采取化学、生物因素的影响。因此往往采取 冷藏或冷冻保存、加入化学保存剂保存冷藏或冷冻保存、加入化学保存剂保存 等。等。 水样保存水样保存 水样允许保存的时间，与水样的性质、水样允许保存的时间，与水样的性质、 分析的项目、溶液的酸度、贮存容器、分析的项目、溶液的酸度、贮存容器、 存放温度

7、等多种因素有关。存放温度等多种因素有关。 保存水样的基本要求：保存水样的基本要求： a.减缓生物作用减缓生物作用 b.减缓化合物或者络合物的水解及氧减缓化合物或者络合物的水解及氧 化还原作用化还原作用 c.减少组分的挥发和吸附损失减少组分的挥发和吸附损失 *生态学基础实验生态学基础实验* 水样保存水样保存 保存措施：保存措施： a.选择适当材料的容器选择适当材料的容器 b.控制溶液的控制溶液的pH c.加入化学试剂抑制氧化还原反应和生化加入化学试剂抑制氧化还原反应和生化 作用作用 d.冷藏或冷冻以降低细菌活性和化学反应冷藏或冷冻以降低细菌活性和化学反应 速度速度 对添加剂的要求：对添加剂的要求

8、：待测金属元素的水样，待测金属元素的水样， 采用优级或分析纯试剂。采用优级或分析纯试剂。 测定方法测定方法 一一.阳极溶出伏安法测定水样中铅镉含量阳极溶出伏安法测定水样中铅镉含量 1.实验原理实验原理(一一) 溶出伏安法溶出伏安法(Stripping voltammetry)包含电解富集和电解包含电解富集和电解 溶出两个过程，其电流溶出两个过程，其电流-电位曲线如图电位曲线如图1所示。首先将工作所示。首先将工作 电极固定在产生极限电流的电位上进行电解，使被测物质富电极固定在产生极限电流的电位上进行电解，使被测物质富 集在电极上。经过一定时间的富集后，停止搅拌，再逐渐改集在电极上。经过一定时间的

9、富集后，停止搅拌，再逐渐改 变工作电极电位，电位变化的方向应使电极反应与上述富集变工作电极电位，电位变化的方向应使电极反应与上述富集 过程电极反应相反。记录所得的电流电位曲线，称为溶出过程电极反应相反。记录所得的电流电位曲线，称为溶出 曲线，呈峰状，峰电流的大小与被测物质的浓度有关。电解曲线，呈峰状，峰电流的大小与被测物质的浓度有关。电解 时工作电极作为阴极，溶出时作为阳极，称为阳极溶出伏安时工作电极作为阴极，溶出时作为阳极，称为阳极溶出伏安 法；反之，工作电极作为阳极进行富集，而作为阴极进行溶法；反之，工作电极作为阳极进行富集，而作为阴极进行溶 出，称为阴极溶出伏安法。溶出伏安法具有很高的灵

10、敏度，出，称为阴极溶出伏安法。溶出伏安法具有很高的灵敏度， 对某些金属离子或有机物的检测可达对某些金属离子或有机物的检测可达10-10 10 -15 molL-1，因此，应用非常广泛。，因此，应用非常广泛。 实验原理实验原理(二二) 在盐酸介质中测定水中铅、镉时，先将悬汞 电极的电位固定在-0.8 V，电解一定的时间， 此时溶液中的一部分铅、镉在电极上还原，并 生成汞齐，富集在悬汞滴上。电解完毕后，使 悬汞电极的电位均匀地由负向正变化，首先达 到可以使镉汞齐氧化的电位，这时，由于镉的 氧化，产生氧化电流。当电位继续变正时，由 于电极表面层中的镉已被氧化得差不多了，而 电极内部的镉又还来不及扩散

11、出来，所以电流 就迅速减小，这样就形成了峰状的溶出伏安曲 线。同样，当悬汞电极的电位继续变正，达到 铅汞齐的氧化电位时，也得到相应的溶出峰， 如图2所示。其峰电流与被测物质的浓度成正 比，这是溶出伏安法定量分析的基础。 溶出伏安法根据溶出时工作电极发生氧化反应还是 还原反应，分为阳极溶出伏安法（ASV）和阴极溶 出伏安法（CSV）。本实验采用阳极溶出伏安法， 其两个过程可表示为： 222 ()2()MPbCdeHgM Hg 富集 溶出 Pb2+、Cd2+ 阳极溶出伏安法两过程 中国专业PPT领跑者锐普PPT论坛 图图 1 .溶出伏安法的富集溶出伏安法的富集 和溶出过程和溶出过程 图图2 .2

12、.盐酸介质中铅、镉盐酸介质中铅、镉 离子的溶出伏安曲线离子的溶出伏安曲线 实验相关设备及仪器 四、实验步骤 1、工作电极处理 将玻碳电极先用 1200# 金相砂纸上打磨，然后分 别用1 m，0.3 m，0.05 m Al2O3 进行抛光处理， 用蒸馏水清洗干净后，在1:1 HNO3、无水乙醇、 蒸馏水中各超声清洗 5 min ，室温晾干备用。 2、试液配制 取两份 25.0 mL水样置于2个 50 mL容量瓶中，分别 加入 1 mL HCl 5 mL，5 10-3mol/L硝酸汞 1.0 mL。 在其中一个容量瓶中加入 1.0 10-5 mol/L 的铅离子 标准液 1.0 mL和 1.010

13、-5mol/L 的镉离子标准液 1.0 mL(铅镉标准试液用标准贮备液稀释配制）。均用蒸馏 水稀释至刻度，摇匀。 3、测定 将未添加铅镉标准液的水样置于电解池中，通氮气5 min后，放入清洁 的搅拌磁子，插入电极系统。将工作电极电位恒于-0.1 V处再通氮气2 min。 在搅拌条件下，将工作电极调至-1.0V 处通氮气3 min。之后，静止30-60 s， 由-1.0 V反向扫描至-0.1 v,记录伏安图，保存图和数据。（如下图） 记录图中的峰高及峰电位 务必保存文件、存盘！ 4、测定完一试样后，将电极在-0.1 V电位停留，起动搅 拌器1 min，解脱电极上的残留物。按步骤3再测二、 三次。

14、 五、数据处理 1、列表记录所测定的实验结果 2、以峰电流对溶液浓度作图，得到标准曲线。 012345 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 Peak Current /A Concentration of Cd 2+/10-4g/L 0.00.51.01.52.0 0 -1 -2 -3 -4 Peak Current / A Concentration of Pb 2+ / 10-5g/L Calibration curve of Pb 2+ 3、取测定的平均峰高，按下述公式计算水样 中Pb2+、 Cd2+浓度： () ss x h cV c Hh V 电极需进行适当处理 富集

15、时必须搅拌 有必要时需充氮除氧 富集完成后静止30-60 s 再溶出 实验注意事项 二. 石墨炉原子吸收光谱法测定 1.实验原理实验原理 石墨炉原子吸收法也叫电热原子吸收法.是由邱德仁提出 的采用电流加热石墨炉原子化器使之达到2000以上的 高温,从而使样品达到原子化的技术.石墨炉升温程序按干 燥灰化原子化清除4步完成,整个过程中除原子化阶 段外,石墨炉管在惰性气体氩的保护下工作,以免在高温下 被空气氧化。各阶段温度、温度保持时间、升温方式按试 样组成及分析元素设置。在干燥阶段,温度升至100 130,溶剂及HCl等酸挥发,溶质留于管壁。“灰化”阶段 使试样中有机物灰化,铵盐及H3PO4等物质

16、分解或挥发除 去。原子化阶段温度最高,分析元素蒸发并解离为原子,这 时惰性保护气停气,以减少分析元素蒸气逸散,测量分析元 素的原子吸收光谱信号。“清除”程序将石墨炉管加热到 2950,除去残留物,清除记忆效应。石墨炉原子吸收光谱 法由于原子化器较小,基态原子在其中停留时间较长(约1s), 并且原子蒸气浓度比火焰法要高两个数量级以上,因此具 有较高的灵敏度,已被国家环保总局在水和废水监测分 析方法第四版)中列为测定铅、镉的B类分析 方法。 实验步骤 铅、镉标准储备液,浓度均为1mg/ml;已知标样:混标铅、 镉GSBZ5000988(国家环保总局标样所制),保证值: 铅2018310g/L,镉5

17、1270138g/L; 超纯水(电阻 率为1510兆欧以上)定值样:混标、铅、镉国家环保总 局标样所制。 0.1%硝酸:取0.5ml,=11.42g/ml优级纯 硝酸于500ml超纯水中,摇匀。依次开氩气开关、循环 冷却水器开关(18 22 )、石墨炉电源、原子吸收 光谱仪电源、仪器工作站,启动SOLAAR32软件,开启 元素灯,调整工作条件,预热40min. 因采用固定体积,自 动进样器自动稀释法做标准曲线,故只需配制最高浓度 的标准溶液。临用前分别将铜、铅、镉标准储备液用 超纯水配制的 0.1%硝酸分级稀释为铜25g/L、铅 25g/L、镉 2g/L的标准使用液。 将以上标准使用 液依次倒

18、入进样标样杯中,分别测定铜、铅、镉校准曲 线各取10ml已知标样(和定值样于250ml容量瓶中,用 超纯水配制的011%硝酸定容至标线,按标准曲线范围 适当稀释后,在上述分析条件下测定铜、铅、镉,测得 吸光 度减去空白后,通过标准曲线计算结果。 石墨炉-原子吸收光谱仪 最新方法 水中镉、铅的固相萃取-ICP-AES高灵敏度分析方 法研究采用阳离子交换树脂LC-SCX小柱（带有磺 酸基功能团）固相萃取富集水中的铍、镉和铅离子， 再用一定浓度和体积的盐酸洗脱，ICP-AES检测。 灵敏度得到极大的提高，检出限达到Be1.4ng/L 、 Cd5.5 ng/L、Pb 49ng/L。对水样酸度、萃取流速 和洗脱流速、洗脱液的酸度和体积等萃取条件对检 测结果的影响以及ICP-AES检测条件，进行了优 化选择。建立了测定水中痕量铍、镉、铅超高灵敏 度分析方法。本方法用于自来水、河水、纯净水、 矿泉水、井水等地面水和地下水中铍、镉、铅测定， 结果满意。所有水样，经固相萃取富集后，都检出 不同含量的超痕量铍、镉、铅，这是以前直接测定 很少见到的。 典型事例 6月5日，为保证中国合格评定国家认可委员会(CNAS) 2012年专项能力 验证计划“水中铅和镉