石墨炉原子吸收光谱法同时测定环境水中超痕量铅与镉

石墨炉原子吸收光谱法同时测定环境水中超痕量铅与镉

铅是一种对人体有害的蓄积性元素，影响人体神经系统、循环系统和生殖系统。镉对大多数生物也有毒,研究表明:慢性镉中毒会引起肾功能障碍,长期摄入微量镉,在器官中蓄积后,可能引起疼痛病或骨软化症。我国生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)规定生活饮用水中铅的质量浓度不得超过0.01mg·L-1,镉的质量浓度不得超过0.005mg·L-1。随着现代工农业的发展,有害重金属排放增多,中药同样受到污染。中药产品中有毒金属含量超标已影响到中药产品走向国际市场。在重金属污染中铅与镉的污染情况尤为突出。铅、镉均属药典所确定的有害重金属之列。常用于分离富集铅与镉的方法有共沉淀法、液-液萃取法、固相萃取法等。而浊点萃取技术是近年出现的一种新兴的环保型液-液萃取技术,它不使用挥发性有机溶剂、表面活性剂用量少、分离速度快且富集率高,已成功用于金属元素的分离与富集。目前测定痕量铅与镉的方法主要有石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)、紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、微分脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、氢化物发生原子发射光谱法(HG-AES)和原子荧光光谱法(AFS)等。其中GFAAS是痕量分析中最常用的方法之一,目前,浊点萃取与GFAAS联用测定铅、镉主要集中在对河水样、海水样、血液等简单液体样品中痕量及超痕量元素的测定,对具有复杂基体的固体样品的测定报道甚少。本工作以双硫腙为络合剂,采用非离子表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚同时浊点萃取水样和中药样中超痕量铅和镉,并与GFAAS检测技术联用,建立了测定水样和中药样中超痕量铅与镉含量的方法。1试验部分1.1样品溶液的配制AAnalyst800型原子吸收光谱仪,配横向加热石墨炉原子化器,纵向交流塞曼效应背景校正器,AS800型自动进样器,平台一体化热解涂层石墨管。缓冲溶液:称取乙酸铵300g溶于水,过滤于1L容量瓶中,加冰乙酸7mL,用氨水和乙酸调pH为7.0。铅和镉标准储备溶液:使用时以超纯水逐步稀释为不同质量浓度的标准工作溶液;聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX-114)溶液:1%(体积分数,下同)。基体改进剂:称取氢酸二氢铵0.5g,硝酸镁0.03g于玻璃烧杯中,用水溶解后定容至100mL容量瓶中。硝酸和高氯酸为电子级试剂,其它试剂均为分析纯,水为超纯水,电阻率为18.2MΩ·cm。1.2光谱通带宽度铅的测定波长为283.3nm,镉的测定波长为228.8nm,灯电流分别为10,4mA,光谱通带宽度均为0.7nm;样品溶液进样量为20μL,基体改进剂进样量为10μL,峰面积测量,石墨炉升温程序见表1。1.3测试方法1.3.1中药样品的提取。在背景组加不同工(1)水样:自来水及河水样品用0.45μm孔径的滤膜过滤后,除去悬浮在水中的微粒,贮于6℃的冰箱中,待测。(2)中药样品:用水洗去中药样品表面污渍,置于烘箱中于80℃条件下烘干,再用研磨捣碎。称取捣碎后的中药样品0.25g于玻璃烧杯中,分别加入浓硝酸5mL,高氯酸5滴加盖进行消解。样品完全消解后,去盖、赶尽过剩的高氯酸后,再用超纯水定容至25mL容量瓶中,待测。1.3.2tri能力测定方法tri能力法移取标准溶液或样品溶液10mL于15mL离心管中,依次加入缓冲溶液1.5mL,1×10-3mol·L-1双硫腙-丙酮溶液0.2mL,1%TritonX-114溶液0.5mL,盖上塞子,摇匀,置于40℃恒温水浴中,加热20min后,取出,置于离心机中以4000r·min-1速率离心10min,再在盐水浴中冷却15min,使表面活性剂相变成黏滞的液相,倒转离心管弃去水相,然后用吸液器吸除管底富集相表面上的水分,最后用0.1mol·L-1硝酸-甲醇溶液0.5mL稀释富集相后,按仪器工作条件进行测定。1.3.3标准工作曲线的绘制分别将空白溶液,20g·L-1铅标准溶液和1.0g·L-1镉标准溶液进行浊点萃取操作,富集相用0.1mol·L-1硝酸-甲醇溶液0.5mL稀释后,加到自动进样器的样品杯中,放置在样品盘上,仪器将分别自动稀释为0,5,10,20μg·L-1铅标准工作溶液及0,0.25,0.50,1.00μg·L-1镉标准工作溶液,加入基体改进剂10μL,按仪器工作条件测定标准系列溶液的吸光度,仪器将自动绘制标准工作曲线。2结果与讨论2.1试验条件的优化2.1.1样品的预处理和原子化温度铅和镉是易挥发性元素,不加基体改进剂,在灰化阶段铅高于500℃便开始损失,镉高于300℃就开始有损失。为了在灰化阶段更好地清除基体,须加入基体改进剂将灰化温度进一步提高。试验了磷酸二氢铵和硝酸镁混合溶液作基体改进剂对铅和镉测定的影响。结果表明:加入基体改进剂后,铅、镉的灰化温度可以分别提高到850℃和500℃,有利于消除基体干扰。固定灰化温度为850℃和500℃,改变原子化温度,测试样品的原子化曲线。结果表明:不加基体改进剂时,镉和铅的原子化温度只有1300℃;加入基体改进剂后的铅和镉的原子化温度可以分别提高到1600℃和1500℃。2.1.2ph值对萃取效率的影响浊点萃取金属离子时,需要采用合适的络合剂与金属离子形成疏水性的络合物,然后萃取到表面活性剂相。缓冲溶液pH值主要影响络合物的形成,当酸度过高时,金属离子与络合剂形成的螯合物不稳定,影响了萃取率。试验以10μg·L-1铅和0.1μg·L-1镉标准溶液为待测溶液,考察了pH值对萃取效率的影响,结果表明:萃取效率随着pH值的升高先逐渐升高后再降低,在pH6.0～8.0范围内,铅的萃取率达到最大值;在pH6.0～10.0范围内,镉的萃取率达到最大值。试验选择缓冲溶液的pH为7.0。2.1.3双硫对铅和镉萃取效率的影响按试验方法以10μg·L-1铅标准溶液和0.1μg·L-1镉标准溶液为待测溶液,考察了双硫腙浓度对铅和镉萃取率的影响。结果表明:当双硫腙的浓度为1×10-3mol·L-1,铅和镉萃取效率最高。试验选择双硫腙的浓度为1×10-3mol·L-1。2.1.4tri顿x-4萃取效率的提高为了提高萃取效率和富集能力,在保证萃取完全的前提下,应尽可能减小有机相与水相的相比。TritonX-114浓度决定了表面活性剂相体积,试验考察了TritonX-114浓度对铅和镉萃取率的影响。结果表明:当TritonX-114的浓度太低时,金属螯合物不能被完全萃取;当TritonX-114溶液的体积分数为0.5%以上时,铅和镉均有较高的萃取效率;当TritonX-114溶液的体积分数增大到4%以上时,吸光度开始下降。试验选择1%的TritonX-114溶液用量为0.5mL。2.1.5萃取时间和温度试验发现,若要萃取完全,选择的平衡温度低,则萃取时间就长;选择的平衡温度高,则萃取时间就短。为了在尽可能低的平衡温度和最短的时间达到完全萃取,试验了不同平衡温度和时间对萃取率的影响。结果表明:当平衡温度为40℃,平衡时间为10min以上萃取即可完全。试验选择平衡温度为40℃,平衡时间为20min。2.2共存离子测定按试验方法对10μg·L-1铅标准溶液和0.2μg·L-1镉标准溶液进行测定,当相对误差为±5%时,以下共存离子:5000倍的K+、Na+、Mg2+,2000倍的Fe3+,1000倍的Mn2+,100倍的Zn2+,20倍的Cu2+、Cd2+不干扰铅的测定。5000倍的K+,2000倍的Na+、Mg2+,1000倍的Cu2+、Fe3+,50倍的Zn2+、Mn2+,20倍的Pb2+不干扰镉的测定。2.3吸光度的线性回归方程在选定的试验条件下,铅的质量浓度在0.4～30.0μg·L-1,镉的质量浓度在0.02～1.00μg·L-1时与其对应的吸光度呈线性关系,铅的线性回归方程为A=0.0563+0.039ρ,相关系数为0.9997,富集倍数为18.3;镉的线性回归方程A=0.02592+0.59025ρ,相关系数为0.9996,富集倍数为17.7。对10μg·L-1铅标准溶液和0.2μg·L-1镉标准溶液同时富集后分别平行测定7次,相对标准偏差分别为1.90%和2.08%。2.4pgeg量按试验方法测得铅的特征质量为1.75pg,镉的特征质量为0.12