地表水中重金属镉检测方案(水质重金属)

第22卷 第4期环境监测管理与技术2010年 8月 朱日龙等.阳极溶出伏安法快速测定地表水中第22卷 第4期2010年8月 阳极溶出伏安法快速测定地表水中镉 朱日龙，胡军，易颖，潘大为34，谭杰，潘海婷 (1湖南省环境监测中心站，湖南 长沙 4100142.湘潭大学化工学院，湖南 湘潭 4111053.中国科学院烟台海岸带研究所，山东 烟台 264003 4湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室，湖南 长沙 410082) 摘 要：利用阳极溶出伏安法原理，采用PDV 6000 型重金属快速分析仪测定地表水中的镉。在125Hg/L~40 0g/L范围内，质量浓度与阳极溶出峰电流和峰面积呈良好的线性关系，方法检出限为0.001 mg/L， 水样平行测定的RSD为89%，加标回收率为80.5%~118%，与石墨炉原子吸收光谱法的测定结果基本一致。 关键词：镉；阳极溶出伏安法； PDV 6000型重金属快速分析仪；地表水 中图分类号：0657.1 文献标识码：B 文章编号：1006-2009(2010)04-0050-03 D eterm ination of Cadm ium in SurfaceW ater bvAnodic Stripping Voltamm etry ZHU Rilong， HU Jun， YIYing， PAN Dawei， TAN Jie， l. PAN Haiting (1H unan Province Erw ironm entalM onitoring Centre Chang sha， Hunan 410014China：2 College ofChenical Industry Engineering， X iang tan University， X iang tan， Hunan 411105 China；3Yantai Institteof C oastal Z one Research， ChineseAcad eny of SciencesYantai Shandong 264003China；4 Siate KeyLaboratory of Chen o /B iosensing and Chen ometics Hunan University，Changsha， Hunan 410082 China) Abstractt Cad ium in surface w ater w as detected by PDV 6000 portable analyzer for heavy m etals accord-ing to principle anod ic stripping vo ltamm etry. A good linear relationsh ip betw een concen tration of Cadmn ium andpeak current of anod ic stripp ing or peak area of anodic stripp ing ranged from 1. 25 Hg/L to 40 0Hg/L Detec-tion lin it ofmethodwas Q 001 mg/L RSD of parallel sam ples was 8 9%. Spiked recoveries of samp les werebetw een 80 5%and 118%. The test results were equal to that of graphite frnace atom ic absoiption spectrome-try Key wordss Cad iuAnnodic stripp ing voltamm etryPDV 6000 portab le analyzer for heavy meta；iSurface water 重金属通过各种途径进入水体后，会带来严重的环境危害，其毒性大，易被生物富集并产生生物放大效应，直接威胁人类健康和水生生态系统安全。近年来，各地重金属污染事件频发，社会影响较大，而对重金属的快速监测11-5可以为环境突发性事故的科学处置提供技术支撑。基于比色法、分光光度法或原子吸收光谱法原理的重金属分析技术操作复杂，需对样品预处理，影响因素较多。阳极溶出伏安法灵敏度高，分辨率好，可同时测定多种金属，且价格低廉，操作简便16-8]。 Sad ik等19认 为电化学法及生物传感器是重金属快速分析未来的发展方向。今利用阳极溶出伏安法原理，采用PDV 6000型重金属快速分析仪测定地表水中的镉，获得了满意结果。 1试验L主要仪器与试剂 ( 收稿日期：2009-12-25修订日期：2010-04-16 ) ( 作者简介：朱日龙(1978一)，男，广西合浦人，工程师，博士，主 要从事环境监测分析技术研究。 ) PDV 6000型重金属快速分析仪，美国MTI公司； Varian 880Z型石墨炉原子吸收分光光度计，美国瓦里安公司； KQ 2200型超声波清洗器，昆山超声仪器有限公司；超纯水器，艾柯公司。 采用三电极体系，工作电极为汞膜电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为 Ag/AgCl(1 mol/LKCl)，所有电位均相对于 Ag/AgCl电极电位。 100mg/L镉标准储备液[GBW (E) 080119]，国家标准物质研究中心；Q200mg/L镉标准使用液：移取10mL镉标准储备液夜500mL容量瓶中，用1%硝酸溶液稀释至刻度；镉标准样品(201415)，参考值(0.302±0014) mg/L国家环境保护部标准样品研究所；硝酸，优级纯；试验用水为去离子水；支持电解液由MTI公司提供；除一次性容器外，所有器皿均用超声波清洗。 1.2人工水样合成 移取100mL镉标准样品于 250mL容量瓶中，用1%硝酸溶液稀释至刻度，再依次移取1.7mL、25mL、3 3mL、50mL、7. 5mL、100mL至250mL容量瓶中，用现场采集的湘江地表水(猴子石大桥断面)稀释至刻度，编号为1一6. 1. 3试验方法 (1)用打磨布将金电极打磨至光滑，清洗后放入电极架并与仪器连接，开启仪器，运行 VAS软件，选择Instium ent菜单下的 Condition E lectiode命令，在金电极表面镀上一层均匀、极薄的汞膜。汞离子溶液由MTI公司提供，电镀时间为3min~4min，制备好的汞膜电极可清洗备用。 (2)调用 Instiument菜单下的勺In itiate Run命令，对样品测试，富集电位-1000mV，富集时间180s 扫描速度500 mV /s (3)调用 Analysis菜单下的 C acu late Results命令，对测试结果分析，选择峰电流或峰面积作为响应信号。 2结果与讨论 211标准曲线绘制 分别移取Q125mL、Q 25 mL、Q 5 mL10mL、2 0mL、3.0mL、4 0mL Q 200 mg/L镉标准使用液至分析杯，依次加入988 mL、9 75 mL、95mL、90mL、8.0mL、7.0mL、60mL去离子水，再加入10 mL MTI通用电解液，得1.25 Hg/L2 50 Hg/L、5 00 Hg/L、10 0 Hg/L、20 0 Hg/L、 3001g/L、400Hg/L镉标准溶液系列。镉的溶出伏安曲线见图1在-600mV 附近出现溶出峰，且随着质量浓度加大，峰电流与峰面积逐渐增加。 4一10.0pg/L；5-5一20.0 ug/L； 6-30.0 ug/L；7 ·40.0pg/L。 图11：溶出伏安曲线 Fg1 Stripping voltamm etry cuive 采用峰电流作为响应信号，绘制标准曲线，回归方程为 y=1 40x+0125相关系数R’=09995采用峰面积作为响应信号，绘制标准曲线，回归方程为 y=0685x-0248 相关系数R²=09990标准曲线线性均良好，采用峰电流信号线性更佳。此外，标准曲线截距接近Q可以认为直线过零点，在野外现场和应急场合测定时，可直接采取单标定量法，对于高浓度样品稀释后测定，测试结果由 VAS软件直接提供，分析一个样品仅需5min. 22方法检出限 按]EPA- SW -846中的定义(D.L=3 14SD)，平行测定7次空白样，计算方法检出限为Q 001mg/L。 为使待测水样的背景基线与空白样品接近，同时增加水样电导率，测试时需加入MTI通用电解液作为支持电解质，因而待测水样至少需稀释一倍，仪器实际最低检出质量浓度为Q002 mg/L， 可以满足地表水中镉的分析要求。 23 精密度试验 移取10mL Q 200 mg/L镉标准使用液至分析杯，依次加入90mL去离子水和 10mLMTI通用电解液，得100g/L镉标准溶液，平行测定20次，均值为103Hg/L， RSD为89%。 采用t检验，对测定均值与标准值作比较，计算得出lt~146查表得t005 19)：=2209t阳极溶出伏安法（ASV）在地表水快速检测中的应用——湖南省环境监测中心站、湘潭大学、中国科学院烟台海岸带研究所与湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室团队基于PDV6000对地表水中的镉进行快速检测研究Modern Water PDV 6000便携式重金属检测仪具有快速、简单、廉价等优点，成为越来越受关注的重金属检测方法，并在自来水厂进水、工业排放水、地表水及饮用水等领域得以应用。镉元素进入地表水后通过不断的迁移转化，不仅会对环境带来严重的危害，而且其毒性会直接危害人体健康和生态系统安全。本研究对河流地表水中的镉采用阳极溶出伏安法（ASV）和石墨炉原子吸收光谱法（GFAA）同时进行检测，来评估样品中的镉含量。利用阳极溶出伏安法，采用PDV 6000型重金属快速分析仪测定地表水中的结果显示：采用峰电流作为响应信号，绘制标准曲线，回归方程的相关系数R2=0.9995采用峰面积作为响应信号，绘制标准曲线，回归方程的相关系数R2=0.9990标准曲线截距接近0, 可以认为直线过零点，在野外现场和应急场合测定时，可直接采取单标定量法按EPA-SW-846中的规定（D.L =3. 14SD），计算方法检出限为0.001 mg/L。仪器实际最低检出质量浓度为0. 002 mg /L，可以满足地表水中镉的分析要求。分别移取0. 8 mL、1. 0 mL、2. 0 mL镉标准样品于150 mL烧杯中，加入100 mL湘江地表水，用该方法测定，同时做加标回收试验，结果见表1。                                               采用石墨炉原子吸收光谱法(AAS)进行比对试验，结果见表2，两种方法测定值的相对偏差< 20%，表明两种方法的测定结果基本一致。采用PDV 6000 型重金属快速分析仪测定地表水中的镉，在1. 25μg /L~ 40. 0μg /L范围内，质量浓度与阳极溶出峰电流和峰面积呈良好的线性关系，方法灵敏度高，精密度与准确度良好，与石墨炉原子吸收光谱法的测定结果基本一致，可以满足现场快速分析的要求。高浓度样品可稀释后测定，测试结果由VAS 软件直接给出，分析一个样品仅需5min 基于比色法、分光光度法或原子吸收光谱法原理的重金属分析技术操作复杂, 需对样品预处理，影响因素较多。阳极溶出伏安法灵敏度高，分辨率好，可同时测定多种金属，且价格低廉，操作简便。认为电化学法及生物传感器是重金属快速分析未来的发展方向。