微分阳极溶出伏安法连续测定天然水中铜_铅_镉_锌

2002年12月WORLD　GEOLOGYDec.2002　　中图分类号:O655.11　文献标识码:A　文章编号:100455(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)

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;GaCl3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1μg/mL,含Zn5μg/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2.00mLpH为5～6的HAC-NaAC底液,加0.15mL2×10-3mol/L的HgCl2溶液,插入三电极(玻碳电极、Ag/AgCl电极、铂片电极),通氮(流量为100mL/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Cu、Pb、Cd的溶出峰,然后加入1.0mg/mLGaCl3溶液若干毫

升(视Cu2+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0.002μg/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Cu、Pb、Cd同时电

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

416世　界　地　质　　　　　　　　　　　　　　　2002年　

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1∶2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、0.09μg/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,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50mL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

水样

本法

矿泉水1矿泉水2井水1井水2松花江水长春南湖水

0.941.651.042.3.200.50

Cu

天然水样中四种元素的测定值

Pb

Cd

Zn

ρμg・L-1)B/(

石墨炉法

0.991.600.852.403.990.60

本法

0.390.190.460.671.621.00

石墨炉法

0.410.220.400.591.720.81

本法

0.0030.0090.0040.0040.0060.025

石墨炉法

0.0030.0100.0050.0040.0070.019

本法

8.609.847.2085.9010.405.60

石墨炉法

8.1010.017.5285.2410.886.10

　　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。