APDC-MIBK萃取—火焰原子吸收法測定水中的鎘

殷思敏

(鎮江市環境監測中心站，江蘇 鎮江 212000)

1 引言

重金屬及其化合物毒性較大，進入人體后會引起各種生理變化[1]。鎘作為我國水體質量檢測的重要指標，其來源包括金屬礦山的采選、冶煉、醫藥、電鍍、紡織印染及某些照相廢液等[2]。如何準確地測定鎘含量，對衡量水體是否存在重金屬鎘污染具有重要作用和意義。根據GB7475-87直接火焰原子吸收法測定鎘的濃度范圍為0.05～1.00 mg/L，針對廢水中低濃度的鎘，則采用APDC-MIBK萃取—火焰原子吸收法。

2 實驗部分

2.1 主要儀器

火焰原子吸收分光光度計及Cd元素空心陰極燈(美國安捷倫公司)、Mlli-Q超純水系統(美國Mllipore科技有限公司)、電子控溫電熱板(上海新儀微波化學科技有限公司)。

2.2 標準物質和試劑

主要試劑：2%吡咯烷二硫代氨基甲酸銨(C5H12N2S2)；過飽和甲基異丁基甲酮(C6H12O)；100 g/L氫氧化鈉(NaOH，優級純)溶液；1+49鹽酸(HCL，優級純)溶液。

標準物質：鎘的標準溶液，濃度為500 mg/L(環保部標準樣品研究所)。

2.3 試驗方法

2.3.1 樣品的消解

取100 mL的實驗室樣品，置于電熱板消解管中，加入5 mL硝酸后加熱消解，確保樣品不沸騰，蒸至10 mL左右，加入5 mL硝酸和2 mL高氯酸，繼續消解，蒸至1 mL左右，取下冷卻，濾入100 mL容量瓶中，用水稀釋至標線[3]。

2.3.2 APDC-MIBK萃取法

采用有機溶劑絡合萃取火焰原子吸收法測定水中的鎘，吡咯烷二硫代氨基甲酸銨(APDC)為螯合劑能在很寬的pH值范圍內與鎘生成穩定的螯合物，甲基異丁基甲醇(MIBK)為有機溶劑在火焰里有理想的燃燒特性[4]。工作標準、空白和消解后樣品用氫氧化鈉和鹽酸調節pH值為3.0，各取100 mL，并倒入200 mL容量瓶中，加入2%吡咯烷二硫代氨基甲酸銨溶液2 mL，搖勻，加入水飽和的甲基異丁基甲酮10 mL，劇烈搖動1 min，靜置分層后，小心地沿著容量瓶壁加入水，使有機相上升到瓶頸，達到吸樣毛細管的高度[5]，螯合樣品相當于濃縮了10倍。

2.3.3 試驗設計

用甲基異丁基甲醇萃取的金屬液是10mL，只夠火焰原子吸收法吸兩次，故通過制備平行樣品來獲得更多的統計數據。結合準確度、精密度和加標回收試驗要求，試驗設計如表 1。

表1 試驗設計

3 實驗結果與分析

3.1 標準曲線配制及測定

將500 mg/L鎘的標準溶液通過稀釋配制成20.0 mg/L中間液，稀釋中間液至100 mL的容量瓶中配制標準系列濃度，如表2所示。

火焰原子吸收分光光度計工作條件優化后，測定螯合萃取后的標準系列濃度，進行回歸方程分析，繪制標準曲線，如表3所示，標曲線性良好。

表2 配制標準曲線

表3 回歸方程、相關系數及檢出限

3.2 準確度試驗

取空白水樣1#、2#及平行樣各100 mL，加入20.0 mg/L鎘的中間液100 μL和200 μL，加入量分別為2.0 μg和4.0 μg，按照2.3.2方法進行螯合萃取，并各測定兩次，結果如表4所示，針對制備的標準樣品，相對誤差均在5%以下，符合質控要求。

表4 準確度試驗結果

3.3 精密度試驗

取3#、4#及平行廢水樣品進行精密度試驗，將樣品按照2.3.1方法進行消解，2.3.2方法進行螯合萃取，并各測定兩次，結果如表5所示。螯合萃取火焰原子吸收法的檢出限為0.001 mg/L，3#及平行樣報出濃度為0.002 mg/L，4#及平行樣報出濃度為ND(<0.001)mg/L。針對廢水樣品，相對標準偏差均在5%以下，符合質控要求。

表5 精密度試驗結果

3.4 加標回收試驗

取5#、6#及平行廢水樣品進行加標回收試驗，將樣品加入20.0 mg/L鎘的中間液50 μL按照2.3.1方法進行消解，2.3.2方法進行螯合萃取后測定，結果如表6所示。針對加標樣品，回收率均在90%～110%，符合質控要求。

表6 加標回收試驗結果

4 結論

APDC-MIBK萃取—火焰原子吸收法測定水中的鎘，選用吡咯烷二硫代氨基甲酸銨為絡合劑，甲基異丁基甲酮為萃取劑且有毒[6]，萃取過程需做好防毒措施，移液及定容要謹防樣品的損失，萃取液較少，故火焰原子光譜儀吸液時要注意吸空等方面。