催化極譜法測(cè)定土壤中的鉛

1、 收稿日期 :2006207206實(shí)驗(yàn)室與分析催化極譜法測(cè)定土壤中的鉛蔡 卓 1, 梁信源 1, 鐘偉明 2, 陸欣昌 1(11廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 , 廣西 南寧 530004;21南寧市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 , 廣西 南寧 530022 摘 要 :提出用硝酸 -高氯酸 -氫氟酸分解土壤試樣 , 。在 6%溴 化鉀 -3%磷酸 -3%鹽酸 -2%鹽酸羥胺 -1%酒石酸鉀鈉 -3-0170V (相 對(duì)飽和甘汞電極 處產(chǎn)生一靈敏催化極譜波 , 鉛濃度在 -1。 檢出限為 011ng mL -1。 方法的 RSD 0%681%87%。該法操作簡(jiǎn)便 , 用于土壤樣 品的測(cè)定 , 結(jié)果滿意 。 關(guān)鍵詞 :鉛

2、 6571文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A 文章編號(hào) :167129905(2006 1120043203 四甲基鉛作為穩(wěn)定劑常被加到汽油里并隨著汽車尾氣排放到空氣中 , 進(jìn)而沉積于土壤里 。測(cè)定土 壤中鉛含量對(duì)評(píng)價(jià)汽車尾氣污染的嚴(yán)重性有重要意 義 。 目前測(cè)定土壤中鉛的方法很多 , 但是這些方法 通常存在儀器昂貴 , 操作繁瑣 , 不能普遍應(yīng)用等問(wèn) 題 。 本文采用硝酸 -高氯酸 -氫氟酸溶解試樣 , 在 溴化鉀 -酒石酸鉀鈉 -鹽酸羥氨 -鹽酸 -磷酸 -三 乙醇胺體系中以催化極譜法直接測(cè)定鉛含量 。 此法 儀器簡(jiǎn)單 , 操作簡(jiǎn)便快速 , 溶解徹底 , 檢出限低 , 應(yīng)用 于實(shí)際樣品的測(cè)定 , 結(jié)果滿意

3、。1 實(shí)驗(yàn)部分111 主要儀器與試劑J P 2303型示波極譜儀 , 三電極系統(tǒng) :滴汞電極為工作電極 , 鉑絲電極作輔助電極 , 飽和甘汞電極為參比電極 。鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液 :準(zhǔn)確稱取 11000g 高純金屬鉛 (99199%以上 溶于少量 6mol L -1的硝酸溶液中 , 總量不超過(guò) 37mL , 用水準(zhǔn)確稀釋到 1L , 此溶液含 1mg mL -1鉛 。 由于鉛在堿性介質(zhì)中會(huì)發(fā)生水解反 應(yīng) , 需臨使用前再稀釋到所需濃度 。酒石酸 (AR 、 溴化鉀 、 濃鹽酸 (AR 、 濃磷酸 (AR 、 鹽 酸 羥 胺 (AR 、 三 乙 醇 胺 (AR 、 高 氯 酸 (AR 、 硝酸 (AR 。

4、 水為去離子水 。 112 實(shí)驗(yàn)方法 11211 采樣及前處理我們選擇在汽車流量較大的南寧市五里亭交叉 路口取樣 , 由綠化帶內(nèi)到外等距離 (115m 左右 取 3個(gè)點(diǎn) , 另在汽車流動(dòng)較少的廣西大學(xué)校園內(nèi)取了 1個(gè)點(diǎn)作為對(duì)比 。 每個(gè)點(diǎn)表層和距表層約 20cm 的下 層各取 1份 。取樣回來(lái)后 , 風(fēng)干 , 去石 , 碾細(xì) , 先過(guò) 01147mm 篩 , 再過(guò) 01048mm 篩 , 把所得樣品轉(zhuǎn)移至稱量瓶 , 放入烘箱 , 在 105 條件烘干 。 11212 溶樣稱取 011000g 泥土試樣于 100mL 干燥燒杯 中 , 加 15mL (1 2 高氯酸硝酸混酸 , 蓋上表面皿 ,

5、靜 置于通風(fēng)櫥浸泡一夜 。在電爐上緩慢加熱 , 直至溶 液剩余約 5mL 左右 , 加入 2mL 氫氟酸 , 適當(dāng)升高 溫度 , 加熱約 5min 后 , 再加入 5mL 混酸 , 繼續(xù)加 熱 , 當(dāng)燒杯中有大量白煙生成時(shí)溶液迅速由灰棕色 變成乳白色 , 殘酸近干而未干時(shí) , 加入約 10mL 去 離子水 , 繼續(xù)加熱趕酸 , 此操作重復(fù) 3次 , 直至剩余 少量溶液而無(wú)明顯白煙生成 , 取下冷卻后 , 轉(zhuǎn)移到 50mL 容量瓶中 , 定容 。 11213 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制取 6個(gè) 50mL 干凈容量瓶 , 依次加入 40%溴化 鉀 715mL 、 20%鹽酸羥胺 5mL 、 10%酒石酸

6、5mL 、 4mol L -1的 HCl 215mL 、 1 1的磷酸 4mL 、 三乙醇胺 115mL 。 將鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋到所需濃度 。準(zhǔn)確移取同體積的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液 (01g 于加完底液的 容量瓶中 , 定容 。以 -012V 為起始電位 , -017V第 35卷 第 11期 2006年 11月 化 工 技 術(shù) 與 開(kāi) 發(fā) Technology &Development of Chemical Industry Vol. 35 No. 11Nov. 2006為終止電位 , 做一階導(dǎo)數(shù)示波掃描 , 讀取 0147V 出 的峰電流 , 做濃度對(duì)電流的工作曲線 。11214 測(cè)樣移取消解好

7、的溶液 5mL 于 50mL 容量瓶中 , 依次加入 40%溴化鉀 715mL ,20%鹽酸羥胺 5mL , 10%酒石酸 5mL ,4mol L -1的 HCl 215mL ,1 1的 磷酸 4mL , 三乙醇胺 115mL , 用水稀釋到刻度 。按 工作曲線制作的步驟進(jìn)行測(cè)定 , 根據(jù)峰高 , 求出土壤 中鉛的含量 。2 結(jié)果與討論211 土壤試樣的分解,知在 p H =1, , 必須除去殘 余的酸 , , 需反復(fù)加水 , 加 熱蒸餾 , 直至溶液無(wú)大量白煙產(chǎn)生時(shí)方可結(jié)束 。實(shí) 驗(yàn)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)加入少量氫氟酸 , 在加熱的條件下 溶解能力顯著提高 , 這是由于氟離子與試樣中的硅 反應(yīng)生成氟化

8、硅 , 在加熱過(guò)程中受熱揮發(fā)除去之故 。 212 極譜測(cè)定條件選擇21211 溴化鉀的確定實(shí)驗(yàn)體系中 , 峰電流先是隨溴化鉀濃度升高而 升高 , 當(dāng)濃度升高到 6%時(shí) , 峰電流達(dá)到最大 , 隨后 峰電流基本不變 。 實(shí)驗(yàn)確定溴化鉀的用量為 6%。 21212 酒石酸鉀鈉的確定酒石酸鉀鈉濃度在 1%以內(nèi)時(shí) , 峰電流基本保 持不變 , 大于 1%時(shí) , 峰電流略有下降 , 考慮到土壤 樣品溶解后溶液的復(fù)雜性 , 而酒石酸鉀鈉可用于掩 蔽一些干擾離子的影響 , 因此確定酒石酸鉀鈉濃度 為 1%。21213 鹽酸濃度的確定此體系在 p H =12時(shí)穩(wěn)定性最佳 , 為了保證 溶樣后體系酸度達(dá)到 p

9、H =12; 我們確定鹽酸濃度 為 3%。21214 磷酸的確定實(shí)驗(yàn)表明峰電流是隨磷酸濃度的增加先增大后 減小的 , 當(dāng)濃度為 3%時(shí)峰電流最大 。磷酸有改善 峰形的作用 , 因此確定磷酸濃度為 3%。21215 鹽酸羥胺的確定實(shí)驗(yàn)表明鹽酸羥胺在體系中濃度為 1%2%時(shí)峰電流最平穩(wěn) , 鹽酸羥胺主要作用是除氧波和穩(wěn) 定波形 。 考慮到樣品復(fù)雜性 , 我們?nèi)?2%鹽酸羥胺 以保證量足 。 21216 三乙醇胺對(duì)峰電流的影響實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)三乙醇胺在體系中的體積比濃度為 3%時(shí)峰電流最大 , 而且實(shí)驗(yàn)中我們還發(fā)現(xiàn)三乙醇胺 在體系中的濃度大于 4%時(shí)沒(méi)有峰電流出現(xiàn) 。因此 確定三乙醇胺濃度為 3%。綜上所述

10、 , 確定極譜測(cè)定體系為 :6%K Br 、 3%磷酸 、 2%鹽酸羥胺 、 1%、 3%三乙醇胺 、 3%的鹽酸 。21012300ng -1。 0122ng mL -1時(shí) , 回歸方程為 Ip = 14126×C x +11739,R =019845, 檢出限為 011ng mL -1; 當(dāng)鉛濃度為 210ng mL -1時(shí) , 回歸方程為 Ip =41107×C x +213587, R =019985; 當(dāng)鉛濃度 為 1020ng mL -1時(shí) , 回歸方程為 Ip =11891×C x +11079,R =019947; 當(dāng)鉛濃度為 20300ng mL

11、 -1時(shí) , 回歸方程為 Ip =11732×C x +71629,R =019991。214 共存離子干擾按試驗(yàn)方法 , 在選定的底液中對(duì)共存的 33種離 子進(jìn)行了干擾測(cè)定 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 , 對(duì)于濃度為 100ng mL -1的鉛 , 相對(duì)誤差 ±5%, 1000倍的 Na +、 Mg 2+、 Ni 2+、 Ca 2+、 Mn 2+、 Co 3+、 Cd 2+、 Fe 2+、 Al 3+、 Ba 2+、 ClO 4-、 ClO 3-、 SiO 32-、 F -、 VO 3-不干 擾測(cè)定 ; 500倍的 N H 4+、 Zn 2+, Sr 2+, La 2+、 Sn 2+

12、、G a 2+、 Zr 2+、 Cr 3+、 IO 3-、 CO 32-, 200倍 的 Ag +、Hg 2+、 Sb 3+、 In 3+、 Bi 2+,20倍的 Cu 2+、 MoO 42-以及 WO 42-對(duì)測(cè)定沒(méi)有影響 。由此可見(jiàn) , 大多數(shù)常見(jiàn)離 子不干擾測(cè)定 , 表明本體系有較好的選擇性 。215 樣品分析21511 試樣測(cè)定準(zhǔn)確稱取 3份 011000g 土樣 , 按試驗(yàn)方法溶 解 。 分別移取 5mL 分解液置于 50mL 容量瓶中 , 加入底液 , 定容后按工作曲線制作的步驟進(jìn)行極譜 測(cè)定 , 結(jié)果如表 1所示 。 編號(hào) 11、 21、 31為公路邊上表層土壤樣品 , 其中 1

13、1離公路最近 ,31離公路最遠(yuǎn) 。 12、 22、 32為公路 邊表層下 20cm 土壤樣品 。 41和 42分別為廣西大 學(xué)大校園內(nèi)土壤上層與下層樣品 。 同層樣品間相距 約 115m 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 , 離公路越近其土壤含鉛 量越大 , 上層土壤鉛含量比下層土壤鉛含量大 。校44 化 工 技 術(shù) 與 開(kāi) 發(fā) 第 35卷 園內(nèi)土壤含鉛量比公路邊土壤含鉛量小 。表 1 土壤中鉛含量測(cè)定結(jié)果試樣測(cè)定鉛含量 /g g -1平均含量/g g -1RSD1712 161711014521512 回收率的測(cè)定回收率測(cè)定結(jié)果如表 2所示 。實(shí)驗(yàn)表明 , 本法鉛測(cè)定回收率略有偏低 , 這可能是在處理試樣時(shí)

14、土 壤中的硅酸鹽吸附了部分鉛造成結(jié)果偏低 。 因此試 樣消解方法還有待進(jìn)一步改進(jìn) 。表 2 試樣回收率試樣平均值/g g -1加入量 /g g -1測(cè)得總量 /g g -1回收率 /%。 -鹽酸 -磷酸 -, 此體系較為穩(wěn)定 , , 重現(xiàn)性好 。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) , 在所測(cè)定的樣 , 越靠近公路的樣品鉛含量越大 , 由此可見(jiàn)汽車 尾氣給環(huán)境帶來(lái)的污染是相當(dāng)嚴(yán)重的 。 參考文獻(xiàn) :1 蔡卓 1鉛溴絡(luò)合物極譜吸附波的研究 J1廣西師院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ,1994, (2 :7628012 張輝 , 馬東升 1南京地區(qū)土壤沉積物中重金屬形態(tài)研究 J1環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào) ,1997,17(3 :34623511

15、3 劉云惠 , 魏顯有 , 王秀敏 , 等 1土壤中鉛鎘的化學(xué)形態(tài)和有效態(tài)的提取與分離研究 J1河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) ,1998,21(4 :442471Determination of Lead in Soil by C atalytic Polarographic MethodCA I Zhuo 1, L IA N G Xi n 2yuan 1, ZHON G Wei 2m i ng 2, L U Xi n 2chang1(1. College of Chemistry and Chemical Engineering , Guangxi University , Nanning 530004

16、,China ;2. Nanning Quality and Technical Supervision Bureau , Nanning 530022, China Abstract :A new polarographic method for the determination of trace lead in a support electrolyte of 6%K Br -1%KNaC 4H 4O 6 4H 2O -2%N H 2OH HCl -3%H 3PO 4-3%HCl -3%N (CH 2CH 2OH 3was described. Thepeak potential was

17、 0. 47mV (vs. SCE . The peak height was liner with the concentration of lead in the range of 0. 2300ng mL -1in solution. The detection limit was 0. 1ng mL -1, the RSD was 0. 3%3. 6%, and the recovery was 81%87%.This method was rapid and simple and had been used to determine trace lead in soil sample

18、 with satisfactory results.K ey w ords :soil ; catalytic polarography ; lead(上接第 42頁(yè) Abstract :Applied m 2hydroxybenzoic 3, 42dichloride 2trifluoride 2methylbenzene as starting reagents , fomesafen was synthesized by condensation , nitration and acylation. The total yield was 79. 04%and the purity was 9114%.The optimum process conditions were as follows :temperature 7580 ,