催化极谱法测定土壤中的铅

1、 收稿日期 :2006207206实验室与分析催化极谱法测定土壤中的铅蔡 卓 1, 梁信源 1, 钟伟明 2, 陆欣昌 1(11广西大学化学化工学院 , 广西 南宁 530004;21南宁市质量技术监督局 , 广西 南宁 530022 摘 要 :提出用硝酸 -高氯酸 -氢氟酸分解土壤试样 , 。在 6%溴 化钾 -3%磷酸 -3%盐酸 -2%盐酸羟胺 -1%酒石酸钾钠 -3-0170V (相 对饱和甘汞电极 处产生一灵敏催化极谱波 , 铅浓度在 -1。 检出限为 011ng mL -1。 方法的 RSD 0%681%87%。该法操作简便 , 用于土壤样 品的测定 , 结果满意 。 关键词 :铅

2、 6571文献标识码 :A 文章编号 :167129905(2006 1120043203 四甲基铅作为稳定剂常被加到汽油里并随着汽车尾气排放到空气中 , 进而沉积于土壤里 。测定土 壤中铅含量对评价汽车尾气污染的严重性有重要意 义 。 目前测定土壤中铅的方法很多 , 但是这些方法 通常存在仪器昂贵 , 操作繁琐 , 不能普遍应用等问 题 。 本文采用硝酸 -高氯酸 -氢氟酸溶解试样 , 在 溴化钾 -酒石酸钾钠 -盐酸羟氨 -盐酸 -磷酸 -三 乙醇胺体系中以催化极谱法直接测定铅含量 。 此法 仪器简单 , 操作简便快速 , 溶解彻底 , 检出限低 , 应用 于实际样品的测定 , 结果满意

3、。1 实验部分111 主要仪器与试剂J P 2303型示波极谱仪 , 三电极系统 :滴汞电极为工作电极 , 铂丝电极作辅助电极 , 饱和甘汞电极为参比电极 。铅标准溶液 :准确称取 11000g 高纯金属铅 (99199%以上 溶于少量 6mol L -1的硝酸溶液中 , 总量不超过 37mL , 用水准确稀释到 1L , 此溶液含 1mg mL -1铅 。 由于铅在碱性介质中会发生水解反 应 , 需临使用前再稀释到所需浓度 。酒石酸 (AR 、 溴化钾 、 浓盐酸 (AR 、 浓磷酸 (AR 、 盐 酸 羟 胺 (AR 、 三 乙 醇 胺 (AR 、 高 氯 酸 (AR 、 硝酸 (AR 。

4、 水为去离子水 。 112 实验方法 11211 采样及前处理我们选择在汽车流量较大的南宁市五里亭交叉 路口取样 , 由绿化带内到外等距离 (115m 左右 取 3个点 , 另在汽车流动较少的广西大学校园内取了 1个点作为对比 。 每个点表层和距表层约 20cm 的下 层各取 1份 。取样回来后 , 风干 , 去石 , 碾细 , 先过 01147mm 筛 , 再过 01048mm 筛 , 把所得样品转移至称量瓶 , 放入烘箱 , 在 105 条件烘干 。 11212 溶样称取 011000g 泥土试样于 100mL 干燥烧杯 中 , 加 15mL (1 2 高氯酸硝酸混酸 , 盖上表面皿 ,

5、静 置于通风橱浸泡一夜 。在电炉上缓慢加热 , 直至溶 液剩余约 5mL 左右 , 加入 2mL 氢氟酸 , 适当升高 温度 , 加热约 5min 后 , 再加入 5mL 混酸 , 继续加 热 , 当烧杯中有大量白烟生成时溶液迅速由灰棕色 变成乳白色 , 残酸近干而未干时 , 加入约 10mL 去 离子水 , 继续加热赶酸 , 此操作重复 3次 , 直至剩余 少量溶液而无明显白烟生成 , 取下冷却后 , 转移到 50mL 容量瓶中 , 定容 。 11213 标准工作曲线的绘制取 6个 50mL 干净容量瓶 , 依次加入 40%溴化 钾 715mL 、 20%盐酸羟胺 5mL 、 10%酒石酸

6、5mL 、 4mol L -1的 HCl 215mL 、 1 1的磷酸 4mL 、 三乙醇胺 115mL 。 将铅标准溶液稀释到所需浓度 。准确移取同体积的铅标准溶液 (01g 于加完底液的 容量瓶中 , 定容 。以 -012V 为起始电位 , -017V第 35卷 第 11期 2006年 11月 化 工 技 术 与 开 发 Technology &Development of Chemical Industry Vol. 35 No. 11Nov. 2006为终止电位 , 做一阶导数示波扫描 , 读取 0147V 出 的峰电流 , 做浓度对电流的工作曲线 。11214 测样移取消解好

7、的溶液 5mL 于 50mL 容量瓶中 , 依次加入 40%溴化钾 715mL ,20%盐酸羟胺 5mL , 10%酒石酸 5mL ,4mol L -1的 HCl 215mL ,1 1的 磷酸 4mL , 三乙醇胺 115mL , 用水稀释到刻度 。按 工作曲线制作的步骤进行测定 , 根据峰高 , 求出土壤 中铅的含量 。2 结果与讨论211 土壤试样的分解,知在 p H =1, , 必须除去残 余的酸 , , 需反复加水 , 加 热蒸馏 , 直至溶液无大量白烟产生时方可结束 。实 验过程中还发现加入少量氢氟酸 , 在加热的条件下 溶解能力显著提高 , 这是由于氟离子与试样中的硅 反应生成氟化

8、硅 , 在加热过程中受热挥发除去之故 。 212 极谱测定条件选择21211 溴化钾的确定实验体系中 , 峰电流先是随溴化钾浓度升高而 升高 , 当浓度升高到 6%时 , 峰电流达到最大 , 随后 峰电流基本不变 。 实验确定溴化钾的用量为 6%。 21212 酒石酸钾钠的确定酒石酸钾钠浓度在 1%以内时 , 峰电流基本保 持不变 , 大于 1%时 , 峰电流略有下降 , 考虑到土壤 样品溶解后溶液的复杂性 , 而酒石酸钾钠可用于掩 蔽一些干扰离子的影响 , 因此确定酒石酸钾钠浓度 为 1%。21213 盐酸浓度的确定此体系在 p H =12时稳定性最佳 , 为了保证 溶样后体系酸度达到 p

9、H =12; 我们确定盐酸浓度 为 3%。21214 磷酸的确定实验表明峰电流是随磷酸浓度的增加先增大后 减小的 , 当浓度为 3%时峰电流最大 。磷酸有改善 峰形的作用 , 因此确定磷酸浓度为 3%。21215 盐酸羟胺的确定实验表明盐酸羟胺在体系中浓度为 1%2%时峰电流最平稳 , 盐酸羟胺主要作用是除氧波和稳 定波形 。 考虑到样品复杂性 , 我们取 2%盐酸羟胺 以保证量足 。 21216 三乙醇胺对峰电流的影响实验发现三乙醇胺在体系中的体积比浓度为 3%时峰电流最大 , 而且实验中我们还发现三乙醇胺 在体系中的浓度大于 4%时没有峰电流出现 。因此 确定三乙醇胺浓度为 3%。综上所述

10、 , 确定极谱测定体系为 :6%K Br 、 3%磷酸 、 2%盐酸羟胺 、 1%、 3%三乙醇胺 、 3%的盐酸 。21012300ng -1。 0122ng mL -1时 , 回归方程为 Ip = 14126×C x +11739,R =019845, 检出限为 011ng mL -1; 当铅浓度为 210ng mL -1时 , 回归方程为 Ip =41107×C x +213587, R =019985; 当铅浓度 为 1020ng mL -1时 , 回归方程为 Ip =11891×C x +11079,R =019947; 当铅浓度为 20300ng mL

11、 -1时 , 回归方程为 Ip =11732×C x +71629,R =019991。214 共存离子干扰按试验方法 , 在选定的底液中对共存的 33种离 子进行了干扰测定 。实验结果表明 , 对于浓度为 100ng mL -1的铅 , 相对误差 ±5%, 1000倍的 Na +、 Mg 2+、 Ni 2+、 Ca 2+、 Mn 2+、 Co 3+、 Cd 2+、 Fe 2+、 Al 3+、 Ba 2+、 ClO 4-、 ClO 3-、 SiO 32-、 F -、 VO 3-不干 扰测定 ; 500倍的 N H 4+、 Zn 2+, Sr 2+, La 2+、 Sn 2+

12、、G a 2+、 Zr 2+、 Cr 3+、 IO 3-、 CO 32-, 200倍 的 Ag +、Hg 2+、 Sb 3+、 In 3+、 Bi 2+,20倍的 Cu 2+、 MoO 42-以及 WO 42-对测定没有影响 。由此可见 , 大多数常见离 子不干扰测定 , 表明本体系有较好的选择性 。215 样品分析21511 试样测定准确称取 3份 011000g 土样 , 按试验方法溶 解 。 分别移取 5mL 分解液置于 50mL 容量瓶中 , 加入底液 , 定容后按工作曲线制作的步骤进行极谱 测定 , 结果如表 1所示 。 编号 11、 21、 31为公路边上表层土壤样品 , 其中 1

13、1离公路最近 ,31离公路最远 。 12、 22、 32为公路 边表层下 20cm 土壤样品 。 41和 42分别为广西大 学大校园内土壤上层与下层样品 。 同层样品间相距 约 115m 。 实验结果表明 , 离公路越近其土壤含铅 量越大 , 上层土壤铅含量比下层土壤铅含量大 。校44 化 工 技 术 与 开 发 第 35卷 园内土壤含铅量比公路边土壤含铅量小 。表 1 土壤中铅含量测定结果试样测定铅含量 /g g -1平均含量/g g -1RSD1712 161711014521512 回收率的测定回收率测定结果如表 2所示 。实验表明 , 本法铅测定回收率略有偏低 , 这可能是在处理试样时

14、土 壤中的硅酸盐吸附了部分铅造成结果偏低 。 因此试 样消解方法还有待进一步改进 。表 2 试样回收率试样平均值/g g -1加入量 /g g -1测得总量 /g g -1回收率 /%。 -盐酸 -磷酸 -, 此体系较为稳定 , , 重现性好 。 实验发现 , 在所测定的样 , 越靠近公路的样品铅含量越大 , 由此可见汽车 尾气给环境带来的污染是相当严重的 。 参考文献 :1 蔡卓 1铅溴络合物极谱吸附波的研究 J1广西师院学报 (自然科学版 ,1994, (2 :7628012 张辉 , 马东升 1南京地区土壤沉积物中重金属形态研究 J1环境科学学报 ,1997,17(3 :34623511

15、3 刘云惠 , 魏显有 , 王秀敏 , 等 1土壤中铅镉的化学形态和有效态的提取与分离研究 J1河北农业大学学报 ,1998,21(4 :442471Determination of Lead in Soil by C atalytic Polarographic MethodCA I Zhuo 1, L IA N G Xi n 2yuan 1, ZHON G Wei 2m i ng 2, L U Xi n 2chang1(1. College of Chemistry and Chemical Engineering , Guangxi University , Nanning 530004

16、,China ;2. Nanning Quality and Technical Supervision Bureau , Nanning 530022, China Abstract :A new polarographic method for the determination of trace lead in a support electrolyte of 6%K Br -1%KNaC 4H 4O 6 4H 2O -2%N H 2OH HCl -3%H 3PO 4-3%HCl -3%N (CH 2CH 2OH 3was described. Thepeak potential was

17、 0. 47mV (vs. SCE . The peak height was liner with the concentration of lead in the range of 0. 2300ng mL -1in solution. The detection limit was 0. 1ng mL -1, the RSD was 0. 3%3. 6%, and the recovery was 81%87%.This method was rapid and simple and had been used to determine trace lead in soil sample

18、 with satisfactory results.K ey w ords :soil ; catalytic polarography ; lead(上接第 42页 Abstract :Applied m 2hydroxybenzoic 3, 42dichloride 2trifluoride 2methylbenzene as starting reagents , fomesafen was synthesized by condensation , nitration and acylation. The total yield was 79. 04%and the purity was 9114%.The optimum process conditions were as follows :temperature 7580 ,