铬天青S法测定水中铝的精密度测定

水是生命之源，长期饮用不洁净的水，有些污染物就会沉淀在血管壁上，加速了心脑血管硬化。高血压、心脏病、脑血栓等疾病，和长期饮用不洁净的水有直接关系。在水处理过程中，常用铝盐作为混凝剂去除水中矿物质及其有机物，混凝之后的铝盐呈不溶性而沉淀或被滤去，在输水过程中，一部分铝可能沉积在管网中。铝在地壳中含量是金属元素[3]中最高的。所以地表水的铝含量较高，而且铝还可以进入脑、骨、心、肺等器官引起毒害。铝为有毒有害[4]的重金属元素而重金属元素一般具有易富集、毒性大、难降解、难去除等特点。随着社会的发展和科技的进步，人们对铝的认识已经逐步深入，铝的生物毒性效应也被大家所意识到。目前在临床发现的有老年痴呆症、关岛帕金森氏痴呆综合征、肌肉萎缩性脊髓侧索硬化症、和贫血等症状都与铝有关。当体内铝的蓄积量超过正常值的5倍以上时会抑制肠道对磷的吸收，干扰钙、磷的代谢，从而导致骨质疏松，严重的时候还可能会造成肾功能衰竭、尿毒症[5]等。WHO已经将其列为食物的污染元素。成年人每天的铝摄入量应少于4mg。而在饮用水净化处理过程中铝的化合物广泛用作絮凝剂，不可避免地导致少量铝离子残留于水中，因此水中铝的测定对人们的生活和健康具有重要意义，加强对生活饮用水中铝的检测很重要，《生活饮用水卫生标准检验方法》（GB-T5750-2006）中规定水中铝的含量不得超过0.2mg/l[6]。随着饮用水中重金属污染的风险不断的加大，饮用水中金属含量的检测要求的灵敏度和检出限也越来越高，铬天青S分光光度法和石墨炉原子吸收法等虽然各有各的优点，但是同时也各有各的局限性[7]。国内外对于水中铝的检测在国标的基础上通过更换试剂或加入基体改进剂以及更改仪器的参数等方法现已很成熟。方法有很多，如化学分析法、荧光光度法、无火焰原子吸收法、电感耦合等离子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。《生活饮用水卫生标准检验方法》(GB/T5750-2006)中规定生活饮用水中铝的检测方法第一法是铬天青S分光光度法,但在实际操作中,发现该方法试剂空白的颜色很深,以水为参比,试剂空白的吸光值多在0.22以上,肉眼几乎无法判断标准系列的色差,回归方程的线性相关也不好,实验误差很大，所以有许多学者对其进行改进。本文就改进后的铬天青s分光光度法和石墨炉原子吸收法对水中铝的测定进行比较，从而明白两者的优缺点。1.1仪器ZEEnit-700原子吸收分光光度计；热解涂层石墨管；TU-1810紫外可见分光光度计；酸度计；铝空心阴极灯；2cm的比色皿；50ml具塞比色管；移液管1.2试剂铬天青S山东西亚化学工业有限公司，批号：S1694；乳化剂OP溴代十六烷基吡啶CPB乙二胺盐酸硝酸对硝基酚氨水乙酸钠冰乙酸抗坏血酸铝标准液ρAL=100ug/ml标准号：GBW(E)080219,中国计量科学研究院，批号：18094；质控品ρAL=0.156±0.014mg/l,环境保护部标准样品研究所，批号：205013；CPB-OP混合溶液（称取0.5gCPB用30ml乙醇溶解加5mlOP在加水定容至100ml）；乙酸-乙酸钠缓冲溶液（PH=6.0-6.5）；抗坏血酸：等到要用的时候再配置。1.3方法国标铬天青S法测定水中铝的步骤：用移液管分别取铝的标准使用液（1ug/ml）0.0ml、0.2ml、0.5ml、1.0ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、5.0ml于50ml的具塞比色管中用纯水定容至再用胶头滴管取纯水至25ml刻度线，滴加一滴对硝基酚乙醇溶液（1g/L）摇匀，再滴加几滴氨水（1+6）直至溶液由黄色变为浅黄色，再加硝酸溶液（0.5mol/L）直至黄色消失，再多加2滴，先将铬天青S溶液（1g/L）3ml和OP1ml、CPB2ml、乙二胺-盐酸缓冲溶液（PH6.7-7.0）3ml、再加纯水至50ml这些步骤完成后再混匀（加入OP和CPB时要缓慢的沿着器壁加入，防止产生大量的泡沫），放置30min，在620nm波长处比色（以试剂空白为参比），绘制标准曲线。取水样25ml加试剂的方法和上面一样，放置30min，比色，根据吸光度值查表找出水样中铝的含量[1]。改进后铬天青S法测定水中铝的步骤（不同于国标的步骤）：将OP1ml和CPB2ml改为加2.0mlCPB-OP混合溶液，将乙二胺-盐酸缓冲溶液（PH6.7-7.0）3ml改为加入8ml乙酸-乙酸钠缓冲溶液（PH6.0-6.5）。石墨炉原子吸收法步骤：将铝标准溶液（100ug/mL）用0.5%的硝酸逐级稀释配制成0.01ug/mL的铝标准使用溶液，由仪器自动配制为0.000ug/mL、0.002ug/mL、0.004ug/mL、0.006ug/mL、0.008ug/mL、0..010ug/mL的标准系列，注入和样品测定时等量的基体改进剂（10%抗坏血酸溶液），测定其吸光度。水样在上机前需要经过消解前处理（该步骤应在通风橱中完成），取适量的水样于烧杯中，在滴加浓硝酸，将烧杯放置在电热板上煮沸至水快干为止，在滴加2%的硝酸20ml煮沸至水快干为止，再用去离子水将水样转移至50ml具塞比色管中，用去离子水稀释至50ml，混匀，测定吸光度值。1.3.1石墨炉设备的工作环境波长309nm，灯电流8mA，通带宽度1.3nm，干燥温度120摄氏度/10s，灰化温度1500摄氏度/10s，原子化温度2700摄氏度/4s，载气为高纯氩气，流量200ml/min，原子化时间30ml/min，进样体积20uL[8]。2.结果2.2.1国标法标准曲线标准曲线方程Y=0.1581x+0.0002标准液体积(mL)：0.000.200.501.002.003.004.005.00（Al）含量(µg)：0.000.200.501.002.003.004.005.00吸光度（A）：0.0010.0360.0860.1570.3100.4510.640.800n=8R2=0.9987a=0.1581b=0.00022.1.2铬天青S法标准曲线标准曲线方程Y=0.1662x+.00048标准液体积(mL)：0.000.200.501.002.003.004.005.00（Al）含量(µg)：0.000.200.501.002.003.004.005.00吸光度（A）：0.0010.0420.0910.1610.3320.5190.6800.822n=8R2=0.999a=0.1662b=0.0048C=ρV1/V2C:铝的浓度ug/ml；ρ:铝标准使用液的浓度ug/ml；V2:加入铝标准使用液的体积ml；V2:定容的体积ml；

2.1.3铬天青S法测定水中铝的精密度测定为了检验方法是否存在随机误差，研究中设计了精密度实验，对同一样品进行多次测定，计算其相对标准偏差。配制浓度0.08mg/L的铝标准溶液重复测定10次。相对标准偏差为0.5%＜2%。表2铬天青S法精密度实验次数吸光度值次数吸光度值10.45260.44820.45370.45130.45580.45340.44890.45250.449100.4512.1.4铬天青S法测定水中铝的加标回收实验被测物体是否与分析方法相匹配，分析方法是否存在问题，和数据的准确性，可信程度，均可从加标回收率的数值高低反应出来。对4份相同水样，加标量依次递增的方法进行加标回收实验。平均加标回收率为101.0%在90%-105%之间。表3铬天青S法测定水中铝的加标回收实验水样铝本底值mg/l加标量测定值加标回收率0.0100.0020.0119899.2%0.0100.0040.01430107.5%0.0100.0060.01623103.8%0.0100.0080.0175093.8%2.2.1石墨炉原子吸收法标准曲线浓度mg/l00.0020.0040.0060.0080.01吸光度0.0010.0540.1210.1810.2390.301取空白样品平行测定11份，计算方法的检出限为0.002mg/L。2.2.2石墨炉原子吸收分光光度法的精密度实验同铬天青S法测定水中铝的精密度实验一样操作，实验结果见表5，相对标准偏差为1.1%＜2%。表5石墨炉原子吸收分光光度法精密度实验次数吸光度值次数吸光度值10.23960.23620.24170.24130.23880.24240.23690.23950.243100.2422.2.3石墨炉原子吸收法的加标回收实验对4份相同水样，加标量依次递增的方法进行加标回收实验。平均加标回收率为104.5%。在90%-105%之间。表6加标回收实验水样铝本底值mg/L加标量测定值加标回收率0.0040.0010.00507107%0.0040.0020.00620110%0.0040.0030.0067597.5%0.0040.0040.00816104%3.实验比较取质控品ρAL=0.156±0.014mg/l溶液1ml于25ml的容量瓶中再加去离子水定容至刻度线，用国标法，改进后的铬天青S法和石墨炉原子吸收法连续测其吸光度5次，再根据各自的标准曲线得出该样品中铝的浓度，算最终的平均浓度。国标法为0.0898ug/mL，改进后的铬天青S法为0.0931ug/mL，改进后的石墨炉原子吸收法为0.0935ug/mL。质控品理论浓度为0.0936±0.014ug/mL。实验表明改进后方法准确度较高。铬天青S法检测下限为0.008ug/mL，石墨炉原子吸收法的检测下限为0.002ug/mL，可见石墨炉原子吸收法较铬天青S法更为灵敏。4.讨论1.将OP和CPB改为混合溶液加入的优点加入OP和CPB时实验人员要沿着器壁缓缓加入不然会产生大量的泡沫导致定容不准确，将OP和CPB改为混合溶液可以减少加入步骤，从而降低产生大量泡沫的可能。2.用乙酸-乙酸钠作为缓冲溶液而不是用传统的乙二胺-盐酸作为缓冲溶液使得实验人员在配制缓冲溶液时更加的安全而且也能减少大量的时间在配制乙二胺-盐酸时乙二胺遇水会释放大量的热，加入盐酸时同样也会释放热量溶液还会溅射，一不小心就会对操作人员造成伤害。乙酸-乙酸钠缓冲溶液的配制比乙二胺-盐酸缓冲溶液的配制要简单的多，可以减少配制试剂所花的时间。3.基体改进剂在石墨炉原子吸收分光光度法中起到的作用不仅仅是提高灰化温度，消除基体干扰。另外还能有效的提前出峰时间和改善原子化的峰形状。4.选用热解涂层石墨管优点人手工涂层可能涂的不是很均匀从而岁实验造成影响，选用普通的石墨管的话，铝原子化的温度太高会烧坏石墨管。CPB和OP在国标中一个是加入2ml一个是加入1ml，这样的多次加入会使得溶液产生泡