微分阳极溶出伏安法连续测定天然水中铜_铅_镉_锌_于铁力
中图分类号:O655.11 文献标识码:A 文章编号:10045589(2002)04041502
微分阳极溶出伏安法连续测定
天然水中铜、铅、镉、锌
于铁力
(北华大学公共基础部,吉林省吉林市 132001)
收稿日期:20020527
作者简介:于铁力(1956),女,吉林省吉林市人,副教授,主要从事仪器分析方法的研究与应用1
铜、铅、镉、锌等微量元素是环境样品的重要检测指标,它对水质评价、生态环境考查及环境污染监测等有重要意义。天然水中这些元素含量极低,需要高灵敏度的检测手段方能检测。笔者用微分阳极溶出伏安法连续测定天然水中铜、铅、镉、锌,取得了良好效果。
1 试验部分
仪器与试剂 FDSV-1溶出伏安,三电极系统;LZ3-204函数记录仪;氮气纯度为99.
99%;HAC-NaAC 缓冲液;HgC 水溶液2.0@10-3mol/L;GaCl 3水溶液100mg/mL;Cu 、Pb 、Cd 、Zn 标准储备液(1.0mg/mL)分别由四元素的光谱氧化物经王水溶解后制备而成;Cu 、Pb 、Cd 、Zn 混合标准工作液,含Cu 、Pb 、Cd 均为1L g/m L,含Zn 5L g/mL,由各元素的标准储备液逐级稀释配制而成。
实验方法 取25.00mL 被测液于电解池中,加2.00mL pH 为5~6的HAC-NaAC 底液,加0.15mL 2@10-3mol/L 的HgC l 2溶液,插入三电极(玻碳电极、Ag/AgCl 电极、铂片电极),通氮(流量为100m L/min)除氧10min 。首先在-1.00V 电极富集60s,静止30s,以100mV/s 电压扫描至+0.3V,记录C u 、Pb 、Cd 的溶出峰,然后加入1.0mg/mL GaCl 3溶液若干毫升(视Cu 2+含量而定),在1.40V 电极富集Zn,并记录Zn 的溶出峰。Cu 、Pb 、Cd 、Zn 的峰电位分别为-0.06V 、-0.47V 、-0.62V 、- 1.05V 。采用标准曲线法计算Cu 、Pb 、Cd 、Zn 的含量,对于含Cd 量非常低的样品可采用标准加入曲线法计算Cd 含量,并且可使Cd 的检测极限降到0.002L g/L 。
2 结果与讨论
2.1 底液的选择
对草酸、氯化钾、氯化铵、乙酸)乙酸钠等几种底液进行对比试验,都得到较好的伏安图,其中pH 为5~6的乙酸)乙酸钠底液峰形好,四元素的溶出峰间隔大,相互干扰小,而且测定结果的重现性好,故选用此底液,加入量为2mL(在25mL 被测液中)较适宜。2.2
预电解电压对峰电流的影响
在所选定的底液中,观察电解电压对Cu 、Pb 、Cd 、Zn 的溶出液的影响,结果表明,Cu 、Pb 、
Cd 、Zn 的最佳电解电压分别为-0.9V 、-1.00V 、-1.10V 、-1.40V 。为使C u 、Pb 、Cd 同时电
第21卷 第4期
2002年12月
世 界 地 质WORLD GEOLOGY
Vol.21 No.4
Dec.2002
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极,以及防止Zn对Cu的干扰,故选择Cu、Pb、Cd均适宜的电解电压- 1.00V,Zn选择- 1. 40V。
2.3峰电流与预电解时间的关系
峰电流随预电解时间的增加而增大,但超过5min后,峰电流明显下降,根据样品含量选30~60s即可满足分析要求。
2.4共存离子的影响
在所选定的分析条件下,对样品中共存的一些离子进行了干扰研究,结果表明,水样中Sn4+、Fe3+、Mn2+的含量较低,一般不干扰测定。另外,适量加入抗坏血酸可消除Fe3+的影响。Zn和Cu在电极上易形成金属互化物,二者在测定中相互干扰,使Cu的溶出峰升高,Zn 的溶出峰降低,为消除这种干扰,采用分步电极法。首先在-1.0V电极Cu、Pb、Cd,在此电位下Zn不电极,故不干扰Cu的测定;但是,在-1.40V电极Zn时,Cu也电极,干扰Zn的测定,当样品中Cu2+和Zn2+的浓度比超过1B2时,干扰更为明显。为消除Cu2+对Zn2+的干扰,在电极Zn时加入Ga3+液,因为Ga与Cu更易形成金属互化物,从而消除Cu对Zn的干扰。结果表明,加入Ga3+的量为Cu2+的6~12倍最好。
2.5方法的检出限、精确度
检出限在实验条件下,以二次蒸馏水作全程空白实验,共测12次,以3倍的标准偏差作为方法的检出限,求得Cu、Pb、Cd、Zn的检出限分别为:0.15、0.08、0.006、0.09L g/L。
精确度取美国EPA水标样用本法在不同时间内进行6次测定,测得Cu、Pb、Cd、Zn的值与推荐值吻合。
将水样进行3次加标回收率试验,Cu的回收率在96%~106%之间,Pb的回收率在98%~104%之间,Cd的回收率在96%~103%之间,Zn的回收率在97%~103%之间。
2.6样品分析
对于含有机物较少的水样无需处理,直接加入底液后便可测定。对于含有机物较多的水样,需进行消化处理。取50mL左右水样,加高氯酸3滴,硝酸数滴,于低温电热板上加热至小体积,以少量二次蒸馏水吹杯壁,继续加热冒烟至尽,稍冷,趁热加二次蒸馏水溶解干涸物,然后移至50m L容量瓶中,用二次蒸馏水定容,摇匀。取25mL此样液于电解池中,以下测定与实验方法相同。另外,对于含Fe3+高的水样,定容前加入适量抗坏血酸,确保Cu2+的峰形正常。
此方法已应用于多种水样分析,取得了令人满意的结果。其结果见表1。
表1天然水样中四种元素的测定值Q B/(L g#L-1)
Cu Pb Cd Zn 水样
本法石墨炉法本法石墨炉法本法石墨炉法本法石墨炉法矿泉水10.940.990.390.410.0030.0038.608.10
矿泉水2 1.65 1.600.190.220.0090.0109.8410.01
井水1 1.040.850.460.400.0040.0057.207.52
井水2 2.35 2.400.670.590.0040.00485.9085.24
松花江水 4.20 3.99 1.62 1.720.0060.00710.4010.88
长春南湖水0.500.60 1.000.810.0250.019 5.60 6.10
由以上的各项分析指标可见,此方法是测定水样中微量Cu、Pb、Cd、Zn等元素的简便快速、低成本的分析方法。