浊点萃取_火焰原子吸收光谱法测定环境水样中痕量铅.pdf

第35卷 第2期2007年5月 河南师范大学学报(自然科学版)Journal ofHenan Normal University(N atural Science)Vol.35No.2May.2007 文章编号:1000-2367(2007)02-0115-04浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定环境水样中痕量铅周庆祥,白画画,代文华,丁玉杰,汪卫东,赵新宁(河南师范大学 化学与环境科学学院,河南省环境污染控制重点实验室,河南 新乡453007)摘 要:采用浊点萃取技术2火焰原子吸收光谱法联用开发了分析环境水样中痕量铅的新方法.方法的检测限为58.7 ngmL-1,线性范围为200400 ngmL-1,实际水样分析结果令人满意.所建立的方法可应用于铅的例行分析,为环境监测部门提供了便捷的检测工具,对铅的环境安全性评价具有非常重要的意义.关键词:浊点萃取;铅;火焰原子吸收光谱法中图分类号:X132文献标识码:A铅污染问题是目前重要的环境污染问题之一,尤其是近年来研究发现其在较低的浓度水平就可能致毒,受到了环境领域的高度重视,相应的研究工作广泛开展.因此,为了更好的进行相关研究以及监控其在环境中的污染水平,建立低廉、高效、便捷、灵敏的检测技术具有非常重要的意义.由于环境样品基体复杂,铅的含量比较低,直接进行样品分析存在一定的干扰,可能导致一定的误差,所以在样品分析前进行富集处理是非常必要的.浊点萃取是近年来出现的一种比较适用的萃取富集技术,常用的表面活性剂有Txiton2114、Txi2ton2110、PONPE7.5等1-3.浊点萃取的应用比较广泛,既可以用于有机污染物的样品处理,也可以用于无机物如重金属离子的富集分析4-6.Luconi7等采用PONPE7.5作为萃取剂建立了检测唾液中的铅的新技术,而Manzoori8则以二甲氧基二硫代磷酸酯为螯合剂Txiton2114为萃取剂开发了快速富集检测头发中铅的含量的检测平台.目前尚未发现采用OP-7进行浊点萃取富集铅的文献报导,本文利用火焰原子吸收作为检测技术,以8-羟基喹啉为络合剂研究了浊点萃取富集环境中痕量铅的可行性,对可能的影响因素进行了优化,并将建立的方法应用于实际样品分析,获得了比较好的结果.1 实验部分1.1 仪器Z-5000塞曼偏振原子吸收分光光度计(日立公司、日本)及铅空心阴极灯.超纯水仪(SG Wasseraufbe2reitungsanlagen,Barsbttel,Germany),80-2型电动离心机(上海手术器械厂).1.2 试 剂实验用试剂硝酸铅、8-羟基喹啉、氢氧化钠、磷酸二氢钾、硝酸、乙醇等均为分析纯,氯化钠为优级纯,OP-7为化学纯.用硝酸铅配制1.0 gL-1的铅贮备液,实验过程中贮备液稀释成110-2gL-1使用.8-羟基喹啉配成110-4molL-1的乙醇溶液备用.用氢氧化钠及磷酸二氢钾配制p H=10的氢氧化钠-磷酸二氢钾缓冲溶液备用.用硝酸和乙醇配成0.1 molL-1硝酸-乙醇溶液备用.实验用水为自制超纯水.1.3 实验方法准确移取0.5 mL 110-2gL-1的铅标准溶液于10 mL的刻度离心管中,依次加入0.7 mL 8-羟基喹啉、1.0 mL p H=10的缓冲溶液、0.2 mL OP-7及1.0 mL饱和氯化钠溶液,用超纯水定容至刻度,摇匀后置于30 恒温水浴中,60 min后趁热离心分离(3 500 r/min,5 min).弃去水相,在胶束相中加入0.1 molL-1的硝酸-乙醇溶液降低其粘度并定容至0.6 mL,然后用火焰原子吸收光谱仪测定铅的含量.仪器工作条件:收稿日期:2006-09-14基金项目:河南省高校创新人才基金(豫高教2005126);河南省自然科学基金(0511053000)作者简介:周庆祥(1972-),男,河南光山人,河南师范大学教授,博士,主要从事环境化学、色谱分析等研究.灯电流为9 mA;波长为283.3 nm;光谱通带为0.5 nm;火焰为空气-乙炔;燃气流速为2.2 Lmin-1.1.4 水 样4种实际水样:地下水(河南省新乡市)、自来水(本实验室)、水库水(河南省焦作市孤山水库)、雪水采自2006年初.水样经0.45m滤膜过滤后保存在棕色试剂瓶中备用.2 结果与讨论2.1p H的影响通常情况下,络合物的形成和稳定性与溶液p H紧密相关,因此,如何选取合理的p H将对建立的浊点萃取方法的萃取效果产生重要的影响.因8-羟基喹啉与铅离子的最佳络合酸度范围在610,因此本实验考察了此p H值范围内对铅离子的富集效果.从图1中可以看出,随溶液p H值的增大铅离子的萃取效率也相应增加,当溶液p H值在10.011.0之间时萃取效率达到最大,因此在后续实验中选取p H为10.0作为最佳实验条件.2.2 平衡时间和平衡温度的影响从机理而言,浊点萃取与平衡时间和温度存在非常紧密的联系,二者均对萃取效果存在重要的影响,在实验中分别在2080 min和2060 范围考察了二者对萃取效率的影响,结果表明平衡时间为20 min时,萃取效率很低,形成的络合物还没有完全被萃取到胶束相,当平衡时间增加到60 min时,萃取效率达到最大.当平衡温度为30 时,铅的萃取效率达到最大,温度过高或过低都会影响络合物的稳定性,从而影响萃取效率.所以本实验选择平衡时间为60 min、平衡温度为30.2.3 氯化钠用量的影响在浊点萃取过程中盐的加入可以降低表面活性剂的浊点温度,通过加入不同量的盐来对浊点萃取性能进行适当的调节.本实验选择饱和氯化钠溶液作为添加剂,讨论了不同氯化钠用量对铅的萃取效率的影响(如图2所示).氯化钠用量为1.0 mL时萃取效率最大,实验选用1.0 mL.2.4 表面活性剂OP-7及8-羟基喹啉用量的影响OP-7的用量大小不仅决定了萃取分离的效果,同时也决定了胶束相体积的大小,用量小可能导致萃取不完全,从而降低萃取效率,用量大会增加胶束相的体积,降低富集因子.为此本实验考察了不同OP-7用量对萃取效率的影响(如图3所示).当OP-7的用量在0.10.2 mL时萃取效率最大.实验选用0.2 mL.络合剂8-羟基喹啉的用量的增加不仅可以保证待测离子络合完全,同时可以降低共存离子的干扰(如图4所示),其用量为0.70.8 mL时萃取效率最大,实验选用0.7 mL.2.5 干扰离子的影响考察了常见阴阳离子对铅测定的影响,结果见表1,K+,Na+,Cl-等对测定没有较大的影响,其它离子在耐受倍数以下对测定不会产生较大影响.611河南师范大学学报(自然科学版)2007年表1 共存离子干扰实验共存离子耐受倍数K+2 000Na+2 000Cl-2 000Zn2+500Cd2+400共存离子耐受倍数Mg2+200Ni2+100Cu2+100Al2+100Fe3+502.6 标准曲线、检测限、精密度在选定的最佳试验条件下对该分析方法的一些参数进行了测定,结果表明该方法在200400 ngmL-1内具有较好的线性(r2=0.970 6).检测限为58.7 ngmL-1,RSD为4.52%(n=11).2.7 实际水样的测定将建立的方法用于4种实际水样分析,验证其检测环境样品的可适用性.在实验过程中,分别富集测定了空白样品溶液和加标样品溶液中铅的含量.结果见表2.由表2可以看出,建立的浊点萃取火焰原子吸收检测方法用于环境水样品中铅的测定还是非常令人满意的.表24种水样测定结果(Pb:0.4gmL-1,n=3)样 品空白测定值/(gmL-1)加标量/(gmL-1)测得量/(gmL-1)加标回收率/%地下水2.710-30.40.3485.19.5自来水2.110-30.40.3381.33.6水库水1.810-30.40.3381.50.3雪 水0.910-30.40.3483.32.63 结 论本文采用OP-7及8-羟基喹啉建立了一种高效、安全、经济的环境水样中铅离子检测的新方法.浊点萃取技术富集倍数与检测技术紧密相关,火焰原子吸收需要样品量大,对其检测灵敏度产生了一定的影响.如果采用石墨炉原子吸收作为检测工具,因其所需样品量少,可大幅度提高建立方法的检测灵敏度,增加其在环境领域的可应用性.因此,结合实际样品分析结果可知,建立的基于浊点萃取的检测铅的新方法可作为实际水环境中铅污染水平的例行监测工具.参 考 文 献1Safavi A,Abdollahi H,Hormozi Nezhad M R,et al.Cloud point extraction,preconcentration and simultaneous spectrophotometric de2termination of nickel and cobalt in water samples J.Spectrochimica Acta Part A,2004,60:2 897-2 901.2Zhu X,Zhu X,Wang B.Determination of trace cadmium in water samples by graphite furnace atomic spectrometry after cloud point ex2711第2期 周庆祥等:浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定环境水样中痕量铅traction J.Microchim Acta,2006,154:95-100.3Manzoori J L,Bavili2Tabrizi A.Cloud point preconcentration and flame atomic absorption spectrometric determination of cobalt and nickelin water samples J.Microchim Acta,2003,141:201-207.4Sikalos T I,Paleologos E K.Cloud point extraction coupled with microwave or ultrasonic assisted back extraction as a preconcentrationstep prior to gas chromatography J.Anal Chem,2005,77:2 544-2 549.5Yuan C G,Jiang GB,He B,et al.Preconcentration and determination of tin in water samples by using cloud point extraction and graph2ite furnace atomic absorption spectrometry J.Microchim Acta,2005,150:329-334.6 朱霞石,朱小红,张国林.浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定微量铜J.光谱实验室,2005,22(2):332-336.7Luconi M O,Silva M F,Olsina R A,et al.Cloud point extraction of lead in saliva via use of nonionic PONPE7.5 without added chelatingagents J.Talanta,2000,51:123-129.8Manzoori J L,Bavili2Tabrizi A.Cloud point preconcentration and flame atomic absorption spectraometric determination of Cd and Pb inhuman hair J.Anal Chem Acta,2002,470:215-221.Determination of Trace Lead in Environmental Samples by Cloud PointExtraction Combined with Flame Atomic Absorption SpectrometryZHOU Qing2xiang,BAI Hua2hua,DAI Wen2hua,DING Yu2jie,WANG Wei2dong,ZHAO Xin2ning(College of Chemistry and Environmental Science,Henan Key Laboratory of Environmental PollutionControl,Henan Normal University,Xinxiang 453007,China)Abstract:This paper described a new method for the determination of lead in environmental water samples with cloudpoint extaction in conjunction with flame atomic absorption spectrometry.The linear range and detection limit of the proposedmethod are 200400 ngmL-1and 58.7 ngmL-1,respectively.Meanwhile,satisfactory results were obtained when itwas applied to the real2world water samples.These indicated that the developed method was a good,convincible and analyticaltool for lead determination in enviromental monitoring and very important for the evaluation of the environmental safety of lead.Key words:cloud point extraction;Pb;flame atomic absorption spectrometry811河南师范大学学报(自然科学版)2007年