不等流速络合法流动注射预富集火焰原子吸收测定自来水中的铅.docx

1、第28卷，第11期2008年11月光谱学与光谱分析SpectroscopyandSpectralAnalysisVol.28,Nalhpp2695-2698November,2008不等流速络合法流动注射预富集火焰原子吸收测定自来水中的铅王中暧，苏耀东，李双，甘礼华同济大学化学系，上海200092摘要建立了一种环保、高效、简便的不等流速络合法流动注射与火焰原子吸收联用测定自来水中痕量铅的新方法.通过调节样品溶液和络合剂的流速，即增大样品溶液流速，减小络合剂（毗咯嚏二硫代氨基甲酸铉：APDC）流速，从而增大了浓集系数，提高了富集效率，和传统等最络合法相比，富集倍数大大提高。样品进样流速10.4m

2、L-min-1,进样时间60s,Pb的浓集系数由传统方法的30达到59,检测限为5.6悠L-样品输出为40h-0.5mgL-】Pb2+的相对标准偏差3=11）为2.1%.Pb?+在自来水中的回收率范围为98.5%到102%。此法用于自来水中痕量Pb的测定，获得了满意的结果。关键词流动注射在线预富集；火焰原子吸收光谱法，编结反应器；铅中图分类号：0657.3文献标识码：ADOI：10.3964/j.issn.1000-0593（2008）11-2695-04收稿日期：2007-10-16,修订日期：2008-01-26基金项目：国家自然科学基金课题项目（29973029）资助作者简介：苏建东.1

3、947年生，同济大学化学系教授Lmail：zhongyuan764】引言铅是一种于生物和环境都有害的金属元素。铅在人体内会造成严重的积蓄，铅中毒会引起人的肾脏、神经、消化、心血管、内分泌等方面的疾病。即使是低浓度的Pb,由于能在人体内蓄积，也可能不同程度地导致人体特别是儿童神经系统、造血系统、生长发育等方面的损害。因此，对水中Pb的分析方法的研究与应用十分重要F.水样中的Pb含量很低.因此在测定时需先进行萃取、浓缩和共沉淀等预富集处理，才能用火焰原子吸收法测定，因为是间歌操作，处理耗时，操作繁琐，易引起环境污染。在过去20年中，流动注射分析技术与火焰原子吸收光谱法联用被认为是代替传统石墨炉原子

4、吸收光谱法最有效的方法.编结反应器（KR）具有灵敏度高，反压小，不易堵塞，可以长期应用，不必定期清洗等优点.近年来，利用KR代替滤器和填充柱，在痕量元素共沉淀和整合物吸着预富集方面的研究很多，展示了很好的应用前景r2,5.传统的流动注射分析，样品和络合剂等流速络合，严重影响了浓集系数的提高。通过实验我们发现，只要络合剂浓度远远大于样品溶液的浓度，即使减小络合剂的流速，也不会造成络合不完全，反而使浓集系数大大提高。本方法用于测定自来水中的Pb,结果证明此法准确可靠，操作简便易行，是对传统流动注射预富集方法的一次改进1实验部分1.1仪器与试剂3510型原子吸收光谱仪（安捷伦科技上海有限公司）：配有

5、笊灯扣背景校正装置和铅的空心阴极灯；仪器工作条件,Pb的测定波长为：283.3run,狭缝宽度为0.2nm；乙狭流最1.5L-min'1,空气流量7.0L-mirT】»雾化器的提升速度为10.0mLmin-1oHA-3110型流动注射分析仪（北京吉大小天鹅仪器有限公司）；配有双端动泵以及八通道注射阀；泵的驱动、转速、时间及阀位选择均有计算机程序控制。PHS-25型PH计（上海雷磁仪器厂）。KR,用内径0.5mm,外径1.0mm的聚四氟乙烯管打结系成长度分别为50,100,150,200,250cm.Pb&的工作溶液分别由1000ixg-mf1的标液逐级稀释而成，并调p

6、H为5,现用现配。浓硝酸溶液、浓盐酸溶液、酒精溶液均当日稀释备用.APDC溶液（上海试剂三厂），现用现配。所有试剂均为分析纯以上级别，水为二次亚沸蒸演水。1.2实验方法流动注射在线预富集火焰原子吸收法的流路图和操作步骤流路图见图1（a）和（b）.操作过程：（1）阀门处于Fill位，泵1和泵2开启，泵1转速3rmin-1,泵2转速120r-min"1,将样品溶液或Pb?+标准溶液和作为络合剂的APDC溶液输入KR中.持续时间为60(2) 阀门处于Fill位，泵1停止，泵2开启，泵2转速60rmin-1,在KR中输入一段空气流，持续时间为5se(3) 阀门处于Inject位，泵1开启，条

7、2停止，泵1转速90r-min-*,将酒精作为洗脱剂输入KR中，持续时间25s。Fig.1FImanifoldfortheon-lineprecipitationpreconcentrationcoupledwithFAASfordeterminationoflead(a)：Fill)(b)：InjectiPeristalticpumpl,Peristalticpump2»W：WastejKR：Knottedreactor；FAAS：Flameatomicabsorptionspectrometry；DT：Deliveringtube；：Peristalticpumptubes；:P

8、olytetrafluoroethylenetubes2结果与讨论2.1FI预富集流路的设计本文采用双泵一阀的流动注射分析仪设计了如图1所示的流路。在进样富集阶段，样品溶液和作为络合剂的APDC溶液汇合在KR内生成Pb-PDC的络合物并且吸附在KR内壁，在KR中输入一段空气流，持续时间为5s,避免洗脱时相邻相的渗透作用，然后输入酒精溶液.将KR内壁上吸着的Pb-PDC的络合物溶解洗脱并送入FAAS中进行检测。以往的络合法是2个蠕动泵管压在同一个蠕动泵蠕动泵转速相同，即流速相同。通过实验我们发现，如果把2个蠕动泵管压在2个蠕动泵下面.这样就可以分别调节样品溶液和络合剂的流速，通过增加样品溶液的流

9、速，减小络合剂的流速，大大提高了浓集系数。通过实验发现，由于络合剂的浓度远远大于样品溶液的浓度，所以这样做不会造成样品溶液中的金属离子络合不完全。2.2样品溶液和络合剂流速的选择在预富集步骤，当案2的转速为120r-min»时，也就是样品溶液的流速为10.4ml,-min-时，实验了络合剂流速对吸光度值的影响，结果如图2所示：当APDC流速为0.3mLmin-】时.吸光度有最大值。原因可能是当APDC流速小于0.3mLminT时，Pb不能完全络合，但是当APDC浓度大于0.3mLmirT：时，随着APDC流速的增加.混合后的PW溶液流速增加，同时过地的APDC竞争吸附KR内壁的活性位

10、点，所以本实验选择络合剂流速为0.3Fig.2EffectofAPDCloadingflowrateonthepreconcentrationof0.5mg,L_1Pb(H)withatotalpreconcentrationvolumeof7.8mL当络合剂流速在0.3mL-min-1时，保持进样时间为60s,研究了样品进样流速从1.7-10.4mLmin'1,对原子吸收值的影响。结果如图3所示：随着样品溶液进样流速的增加，吸光度值增大。所以本实验选择样品溶液进样流速为Sampleloadingflowrate/CmLniin*1)Fig.3Effectofsampleloading

11、flowrateonthepreconcentrationof0.5mgLPb(I)withatotalpreconcentrationtimeof60s2.3APDC浓度对测定灵敏度的影响实验证明，测定0.5mg-LT的Pb2,，当样品进样流速为10.4mLmin-1,进样时间为60s时，APDC的最佳浓度范围为0.15%m/m0.25%m/m。当APDC浓度低于0.15%m/m时，吸光度值随APDC浓度的增加而增大。这说明，Pb2+-PDC络合物的形成及其KR内壁的吸附对富集起着重要的作用。然而，当APDC浓度大于0.25%m/m时,再增加APDC的浓度，吸光度值随着APDC浓度的增加而减

12、小。这有可能是因为过量的络合剂竞争吸附KR内壁的活性位点。本试验选择APDC浓度为0.2%m/m。2.4样品进样时间以及KR的长度的影响对于0.5mgL-1的Pb2-溶液，从样品收集时间的试验结果来看，吸光度值随着样品进样时间的增加而增大，但是进样时间太大，会增加每个样品测定所需要的时间，降低样品输出效率。综合考虑，本文采用60s为样品进样时间。0.5mgL*的P/，溶液，进样时间60s,进样流速10.4mL-min-1,研究了KR长度从50250cm对富集效果的影响°KR长度从50cm增加到250cm,吸光度值也随之增大。所以选择250cm为KR的长度。2.5洗脱剂种类和浓度对测定

13、灵敏度的影响本文实验了不同浓度的酒精、稀硝酸和稀盐酸的洗脱效果。结果显示，纯酒精的洗脱效果最好。因此本文选取纯酒精作为洗脱剂。2.6共存离子的干扰试验表明：在0.5mgL-*Pb*溶液中加入200mgLT的Na+,100mgL'1的K,50mgL"'的Ca,均不会干扰测定。由上可见，该方法在样品盐分较低时有一定的抗干扰性，理论上可以适用于硬度较低的水样，如一般环境水样、自来水样中的Pb&的测定。2.7灵敏度、检测限、精密度和分析速度直接测定5mg-L-*Pb2+的标准溶液，及在线预富集后测定0.Srng-L-1的Pb2+标准溶液的吸光度值，并由浓集Table1

14、Analyticalcharacteristicsperformancedata被测离子Pb2*工作曲线A=0.8614c-0.007采样体积,/mL10.4分析速度/h40分析精度/%2.1相关系数0.999检出限（0/（咫L】）5.6注：分析精度RSD/（%）是对含量为0.5mgL->Pb溶液连续测定11次的相对标准偏差。参考系数公式（2）算出Pb，"的浓集系数。不等流速络合法流动注射在线预富集火焰原子吸收光谱法测定Pb2+的性能指数如表1所示.2.8样品洌定和回收率实验我们对三份水样溶液进行了分析，其结果列于表2。从表2结果可见，回收率测定符合分析测试要求，说明此方法准确

15、可靠。Table2Pb2+determinationintapwater注：样品1,2,3分别为早上第-次放出自来水.连续放水2min、自来水123测得值/（mgI】）0.1550.1120.031加入敏/（mg,L_,）0测得总»/（mg.L->）0.3590.3110.228回收率/%10299.598.5连续放水5min时测得的自来水Pb含量3结语本文开创了不等流速络合法流动注射预富集与火焰原子吸收联用测定痕址重金属的新方法。通过减小络合剂的流速.从而降低了混合后样品溶液流速增大，富集效率低的问题，大大提高了浓集效率本方法也可以用于流动注射与火焰原子

16、吸收联用测定其他金属元素，流动注射与其他检测器联用的研究。实验证实，本方法简便，可靠，高效，环保，具有-定的实际应用价值和发展前景。文献1WANGZhong-yuan.SUYao-dong,LShuang,etal（王中玻，苏耀东，李双，等）.MetallurgicalAnalysis（冶金分析），2008,28（6）：24.2FANGZhao-lun.FlowInjectionAtomicAbomicAbsorptionS|>ectromeiry.Wiley：Chichester.UK.,Wiley,1995.3SUYao-dong,ZHUWen-ying,QIN1，etal（苏嫩东，

17、朱文颖，覃俐，等）.SpectroscopyandSpectralAnalysis（光潜学与光潜分析），2006,26（5）,959.4YANXiu-ping,HendryMJim,KerrichRobert.Ana）.Chem.,2000,72,1879.C5jKANGWei-jun,LIANGShu-xuan.JIAIJ-hui,etal（康维钧梁淑轩.贾丽辉，等）.SpectroscopyandSpectralAnalysisC光谱学与光谱分析），2005,25（5）,792.6YANXiu-ping,NIZhe-ming（严秀平，倪哲明）.SpectroscopyandSpectral

18、AnalysisC学与光谱分析），2001,21（2）：129.L7JWANGAi-xia»GUOLi-ping.WUDong-mei（王爱霞,郭黎平，吴冬梅）.SpectroscopyandSpectralAnalysis光潜学与光潜分析），2006,26（7）,1345.8YEQiao-yun.LIYan,JIANGYan,etal.JournalofAgricultureandFoodChemistry.2003.51：2111.9LIYan.JIANGYan.YANXiu-ping,etal.Anal.Chem.2002.74,1075.10jYANXiu-ping,YINX

19、ue-bo（严秀平，尹学博）.CouplingTechniqueofAtomicSpcctrum（原子光谱联用技术）.Beijing：ChemicalIndustryPressC北京：化学工业出版社）,2005.185.11 DENGBo,HEHua-kun（邓勃何华焜）.AtomicAbsorptionSpectrometryAnalysisC原子吸收光潜分析）.Beijing：ChemicalIndustryPress（匕京：化学工业出版社），2004.329.12 WUHong,JINYan.LUOMing-bao.etal.AnalSci.2007,23：1109.13 JINYan.

20、WUHong,TIANYe,etal.Aanl.Chem.,2007,79,7176.14 TorvenyiS,JudprasongK,FajgcljA.J.Anal.AtSpectrom.,2007,22：1152.15 SUYao-dong,WANGZhong-yuan,LIZhuo,etal（苏I®东.王中玻.李卓，等）.PhysicalTestingandChemicalAnalysisPartB：ChemicalAnalysis（理化检验-化学分册），2008,44（9）：818.AFlowInjectionOn-LineUnequalFlowComplexationPre

21、concentrationProcedureCoupledwithFlameAtomicAbsorptionSpectrometryforDeterminationofLeadinTapWaterWANGZhong-yuan*SUYao-dong*>LIShuang*GANLi-huaDepartmentofChemistry,TongjiUniversity,Shanghai200092,ChinaAbstractAsimple,environmentallyfriendly,cost-effectiveandsensitivemethodwasdevelopedforthedeter

22、minationoftraceleadintapwaterbyflowinjection(FI)on-lineunequalflowcomplexationpreconcentrationprocedurecoupledwithflameatomicabsorptionspectrometry(FAAS).Comparedwithconventionalpreconcentrationmethodtheunequalflowcomplexationpreconcentrationprocedure»increasedtheflowrateofsamplewhiledecreasedt

23、heflowrateofcomplexingagent.Thenewmethoddecreasedthedilutioneffectofsamplecausedbythechelatingagent,increasedthesorptionpreconcentrationeffect,andincreasedtheenhancementfactor.ThedecreaseintheflowrateofchelatingagentwillnotresultinadeficientcomplexformationbecausetheconcentrationofAPDCismuchhigherth

24、anthatofthesample's.Comparedwithothersorptionpreconcentrationmethods,suchas,multiplexedsorptionpreconcentrationprocedure,theunequalflowcomplexationpreconcentrationprocedureneednottoprolongthepreconcentrationtime*butreceivedevenbetterresults.Takingleadasamodelelementammoniumpyrrolidinedithiocarbamate(APDC)asthechelatingagen