水質鉛自動在線監測儀對水樣鉛含量測定

駱桂霞（大豐區環境保護局，江蘇 鹽城 224100）

?

水質鉛自動在線監測儀對水樣鉛含量測定

駱桂霞（大豐區環境保護局，江蘇 鹽城 224100）

水質鉛自動在線分析監測儀，以預鍍汞膜的玻碳電極為工作電極，采用陽極溶出伏安法，對實驗得出的數據進行優化處理，在最適宜的條件下，使用標準加入法對水樣中的鉛含量進行測定，并且將標準加入法得到的數據與原子吸收法進行對比。從對比的結果來看，該儀器具備著高效準確、便捷等特點。

陽極溶出伏安法；鉛；水質監測

1　鉛自動在線監測儀介紹

鉛自動在線監測儀的功能齊全，能夠自動切換納米材料并且自動操作，為實驗提供便利。它由光電控制部分、納米纖維富集裝置、九通順序閥、三通閥、蠕動泵、液流檢測器、電解池、注射泵微量進樣泵、電磁閥和連接管路組成。

通過注射泵將需要檢測的水體流經納米富集柱，使用洗脫液對水樣進行洗脫之后按照順序注射，然后將九通順序閥轉到相應的位置，通過蠕動泵將水樣和截留液分別加入電解池中，通過定量環和微量進樣泵對儀器內的電解液進行體積控制。并使用陽極溶出伏安法。該方法檢測水樣當中的鉛離子含量。

（1）富集過程：通電過后，溶液中的鉛離子被還原極吸引，形成混合物吸附在還原極表面。Pb2++2e-+B→Pb（B）

（2）溶出過程：富集過程完成后，靜置片刻后，向電極施加反向掃描電壓，這時電極上吸附金屬鉛就會溶出，并產生溶出電流。根據溶出電流峰的出峰電位和峰面積（或峰高）以作定性和定量Pb（B）→Pb2++2e-+B，在反應式中，B是電極材料，電解液中的鉛離子通過電化學作用逐漸吸附在電極B的表面，在這一過程完成之后，施加反向掃描電壓，就會使電極B表面的鉛快速溶出，并產生溶出電流。

2　實驗條件的優化

為了提高測定鉛濃度的靈敏度，對所有條件進行控制變量實驗，包括鍍汞液的種類、預鍍汞的條件、緩沖液的選取、緩沖液的濃度、選取富集電位、選取富集時間等等。

2.1鍍汞液的選擇

使用200mg/LHgSO4、200mg/LHgSO4+0.01mol/LNaAc、200mg/ LHg（NO3）2、200mg/LHg（NO3）2+0.01mol/LNaAc作為鍍汞液，用200mg/LHgSO4+0.01mol/LNaAc作為鍍汞液鍍汞之后，在30mL0.2mol/LNaCl-HCl、200μg/LPb2+的溶液中，得到的圖像峰形易于觀測，有較大的峰面積，較高的靈敏度。所以，使用200mg/LHgSO4+0.01mol/LNaAc作為鍍汞液。

2.2預鍍汞條件的優化

為了能夠在試驗后得到易于觀測且峰面積較大的圖像，對預鍍汞的電位進行了優化，在200mg/LHgSO4+0.01mol/LNaAc的鍍汞液中，當電位為-0.7V、-0.8V、-0.9V、-1.0V、-1.1V時進行鍍汞操作，實驗結束后的數據表明，當電位為-1.0V時，汞膜分布均勻，在30mL0.2mol/LNaCl-HCl、200μg/LPb2+的溶液中，測量峰電流得到的圖像峰形較好，峰面積較大。

對鍍汞操作時間進行了優化，經過實驗證明，對鍍汞時間而言：當時間約為3min時時，汞膜的分布狀況最均勻，厚度也符合要求，綜上所述，我們可以采用鍍汞電位為-1.0V、操作時間為3min。

2.3緩沖液的選擇

使用NaAc-HAc、NaCl-HCl、KNO3、KCl作為緩沖溶液，根據實驗的數據，我們可以得知，當NaCl-HCl溶液作緩沖溶液時，具有較大高的靈敏度，圖像的形狀易于觀察，峰面積較大，因此將NaCl-HCl溶液作為最適合的緩沖溶液。

2.4緩沖液NaCl-HCl溶液濃度的選擇

選擇NaCl-HCl緩沖液的濃度分別為0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L，在30mLNaCl-HCl、200μg/LPb2+的溶液中，測定峰電流。當NaCl-HCl濃度為0.2mol/L時，峰形最好，峰面積最大，故選擇NaCl-HCl溶液濃度為0.2mol/L。

2.5最佳富集電位的選擇

選取富集電位分別為-0.9V、-1.0V、-1.1V、-1.2V、-1.3V、進行測定。富集電位小于-1.1V時，峰面積緩慢增大。富集電位大于-1.1V時，峰面積逐漸減小，富集電位為-1.1V時峰面積最大且峰形好。為保證有較好的峰形與較大的峰電流，同時又防止電位較負時其它離子的溶出對鉛的干擾，最佳富集電位確定為-1.1V。

2.6最佳富集時間的選擇

選擇富集時間分別為130s、140s、150s、160s、170s進行測定，當富集時間小于150s時，隨著富集時間的增加，峰面積逐漸增大。當富集時間大于150s時，峰面積增加緩慢，為縮短測定時間，選用150s作為最佳富集時間。

3　在最佳優化條件下進行實驗分析

工作曲線、線性范圍和檢出限在最佳優化條件下，分別測定鉛標準溶液，以鉛離子的濃度為橫坐標，對應的溶出峰的峰面積為縱坐標作圖。鉛的溶出峰面積與其濃度在0～2000μg/L范圍內呈現良好的線性關系，其回歸方程為：y1=-0.07843+ 0.00269x（相關系數為0.998，濃度范圍為5～2000μg/L），y2=-0.0035+0.00178x（相關系數為0.998，濃度范圍為5～100μg/L），檢出限為0.38μg/L，優于世界衛生組織規定的標準。為了分析該方法的性能，與有關報道文獻進行比較，證明此方法的性能更為優異一些。為了檢測更低濃度的水樣（濃度小于5μg/L），增加了納米纖維對鉛的富集倍數，使檢測的鉛的濃度達到儀器的檢測下限以上。

4　水質鉛自動在線監測儀性能指標項目指標

通過微量進樣泵向水樣中加入一定量已知濃度的標液，水樣鉛離子濃度增加，得到另一個溶出峰，重復兩次加標、測量過程，采用標準加入法計算，即可測得水樣中鉛的含量。

鉛自動在線監測儀擁有自主設計的電解池裝置，全進口世界品牌電器元件和免維護采樣系統，可以保證儀器的長期可靠鉛的差分脈沖溶出伏安圖運行。分別采集三個工廠的廢水，用水質鉛自動在線監測儀來檢測它們的含量并與國標方法檢測的數據進行對比，為考察本方法的可行性，進行了加標回收。加標回收率可達到91～98%，表明此方法具有較高的準確性。

5　結束語

陽極溶出伏安法從被創造以來廣泛應用在重金屬離子檢測過程中，檢測的級別完全能夠達到理想狀態，此種方法中使用的電極，而汞膜電極作為汞電極系列里最具有優勢的電極，因此使用于陽極較為頻繁，以汞膜電極作為實驗電極的電化學溶出分析法則是效果最明顯的分析方法之一，通過實驗參數進行了優化采用標準加入法可測得水樣中鉛的含量。水樣的加標回收率可達到96～96%，此監測儀測定水樣中鉛的含量具有快速、準確、簡便、靈敏等優點，可以被廣泛用于河流、采礦和電鍍等環境中鉛的在線監測。

［1］周曉東，陳云飛，胡繼明.水中重金屬離子的壓電傳感檢測［J］.分析測試學報，2012（09）.

［2］李祥平，齊劍英，陳永亨.廣州市主要飲用水源中重金屬健康風險的初步評價［J］.環境科學學報，2011（03）.

［3］喻 鵬，張良曉，陳 惠，羅岳平，司士輝.導電聚合物電極同時測定痕量銅、鉛、鎘、鋅［J］.傳感技術學報，2010（09）.

2016-6-1

X832

A

2095-2066（2016）17-0017-02