過(guò)硫酸銨分光光度法測(cè)定水中錳含量的硝酸銀擦蛩峁不同使用量的實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化

歐小蕾

摘要：為減少汞廢液對(duì)環(huán)境的污染，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)過(guò)硫酸銨分光光度法測(cè)定水中錳的硝酸銀硫酸汞的使用量進(jìn)行對(duì)比和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：當(dāng)硝酸銀硫酸汞溶液的使用量由國(guó)標(biāo)中規(guī)定的2.50mL減少至0.20mL，所測(cè)得的錳標(biāo)準(zhǔn)系列溶液濃度相差不大，相對(duì)誤差≤10%;后者的使用量是前者的1/12.5，在該實(shí)驗(yàn)條件下的錳校準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)R2=0.9996，水樣加標(biāo)回收率為94.2%～103%，上機(jī)檢測(cè)兩個(gè)不同濃度的水質(zhì)錳有證標(biāo)準(zhǔn)樣品，試驗(yàn)結(jié)果均落在標(biāo)準(zhǔn)樣品證書(shū)范圍內(nèi)，結(jié)果滿意。本方法可大大減少試劑用量和實(shí)驗(yàn)成本，優(yōu)化后的實(shí)驗(yàn)條件測(cè)定的水樣樣品數(shù)量是優(yōu)化前的12.5倍;可大大減少高濃度汞廢液的產(chǎn)生，保護(hù)環(huán)境，減少Hg污染，同時(shí)減少汞廢液處理的費(fèi)用。

關(guān)鍵詞：過(guò)硫酸銨分光光度法;錳;水;硝酸銀硫酸汞

測(cè)定生活飲用水中錳元素含量的方法，主要包括ICPMS法、原子吸收光譜法和過(guò)硫酸銨分光光度法。前兩者雖然靈敏度高，檢測(cè)限低，可以直接進(jìn)行水樣測(cè)定，但儀器昂貴，不適宜基層檢測(cè)機(jī)構(gòu)使用。后者因所需設(shè)備簡(jiǎn)單，目前被基層檢測(cè)機(jī)構(gòu)普遍應(yīng)用[1]，但由于該方法所用的硝酸銀硫酸汞試劑中含有能夠污染環(huán)境的Hg元素，若用量過(guò)多，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，同時(shí)含汞濃度高的廢液處理費(fèi)用也十分昂貴。因此本實(shí)驗(yàn)對(duì)過(guò)硫酸銨分光光度法的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，在《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 5750.62006 3.2的基礎(chǔ)上，減少硝酸銀硫酸汞的使用量，使實(shí)驗(yàn)回收的廢液中所含汞的濃度大大減少，能夠保護(hù)環(huán)境，減少汞污染。優(yōu)化后的試驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度和精密度均符合實(shí)驗(yàn)要求，并可大大節(jié)省實(shí)驗(yàn)試劑的消耗和減少高濃度汞廢液的處理費(fèi)用，保護(hù)環(huán)境，增加經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，適合基層檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行大批量水樣中錳含量的檢測(cè)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

硝酸銀（分析純AR）：國(guó)營(yíng)廣州市立新化工廠;硫酸汞（AR）：西隴化工股份有限公司;磷酸、過(guò)硫酸銨（AR）：廣東光華科技股份有限公司;硝酸（優(yōu)級(jí)純GR）：廣州化學(xué)試劑廠;錳標(biāo)準(zhǔn)溶液：環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所GSB 0712652000 批號(hào)：102606，1000mg/L;錳質(zhì)控樣：環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所GSB 0711892000 批號(hào)：202524、202525。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器

雙光束紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)TU1901：北京普析通用儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

（1）錳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（100.0mg/L）：準(zhǔn)確移取10.00mL 1000mg/L的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液至100mL容量瓶中，用1%硝酸定容至刻度線，混勻備用。

錳標(biāo)準(zhǔn)使用液（10.00mg/L）：吸取10.00mL錳標(biāo)準(zhǔn)貯備液，用1%硝酸定容至100mL，混勻備用。

（2）硝酸銀硫酸汞溶液：稱量150g硫酸汞溶于1200mL硝酸溶液（2+1），再加入400mL磷酸溶液和70g硝酸銀，放冷后加純水至2000mL，于棕色瓶中儲(chǔ)存。

（3）硝酸銀硫酸汞不同使用量的優(yōu)化選擇：于4組4個(gè)250mL錐形瓶中分別加入0.00、0.50、1.00和2.00mL的錳標(biāo)準(zhǔn)使用液，加純水至約50mL，向每組標(biāo)準(zhǔn)系列瓶中各加入2.50、1.00、0.50和0.20mL硝酸銀硫酸汞溶液，煮沸至剩約30mL，取下稍冷，加入約1g過(guò)硫酸銨至各錐形瓶中，緩緩加熱至微沸，取下放置約1min后用水冷卻，分別移入50mL比色管中，用純水定容至刻度線，混勻，上機(jī)檢測(cè)，選擇最佳的硝酸銀硫酸汞使用量進(jìn)行下一步驗(yàn)證試驗(yàn)。

（4）錳標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制[2]：取9個(gè)250mL錐形瓶，分別加入0.00、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、2.00和3.00mL的錳標(biāo)準(zhǔn)使用液，加純水至約50mL，加入1.3.3優(yōu)化選擇的最佳硝酸銀硫酸汞的使用量，煮沸至剩約30mL，取下稍冷，加入約1g過(guò)硫酸銨至各錐形瓶中，緩緩加熱至微沸，取下放置約1min后用水冷卻，分別移入50mL比色管中，用純水定容至刻度線，混勻，在波長(zhǎng)530nm處用5cm比色皿以純水為參比，試劑空白校零，測(cè)量吸光度，繪制錳濃度吸光度值校準(zhǔn)曲線（C=K1*Abs+K0）。

（5）有證標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試：使用環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所提供的錳質(zhì)控樣GSB 0711892000（202524、202525）驗(yàn)證本試驗(yàn)的有效性。分別移取10.00mL質(zhì)控樣于500mL和1000mL容量瓶中，用1%硝酸定容至刻度線，搖勻，準(zhǔn)確移取稀釋后的質(zhì)控樣50.00mL于錐形瓶中，按1.3.4的操作步驟測(cè)定吸光度值，通過(guò)錳標(biāo)準(zhǔn)曲線得到錳質(zhì)控樣的濃度值。

2 結(jié)果與分析

2.1 硝酸銀硫酸汞不同最佳使用量的選擇

本試驗(yàn)分別選擇使用量為2.50、1.00、0.50和0.20mL的硝酸銀硫酸汞溶液進(jìn)行3組不同濃度的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液的對(duì)比測(cè)試試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表21，當(dāng)硝酸銀硫酸汞溶液的使用量為1.00、0.50和0.20mL時(shí)，所測(cè)出的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度與使用量為2.50mL所測(cè)出的試驗(yàn)結(jié)果相差不大，相對(duì)誤差≤10%。因此，為減少高濃度汞廢液的產(chǎn)生，減少試劑用量和實(shí)驗(yàn)成本，減少汞污染，保護(hù)環(huán)境，本文選取0.20mL作為硝酸銀硫酸汞的最佳使用量建立過(guò)硫酸銨分光光度法測(cè)定水樣中錳元素的含量，并在該實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行水樣加標(biāo)回收率、精密度和有證標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試。

2.2 錳標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制和檢出限的測(cè)定

當(dāng)硝酸銀硫酸汞的使用量分別為2.50mL和0.20mL所繪制的錳標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖2.1、圖2.2，兩者所建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線上相同的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的吸光度值相近，標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)值R2均>0.999，說(shuō)明所建立的錳標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)性較好，符合實(shí)驗(yàn)要求，可將硝酸銀硫酸汞使用量為0.20mL所建立的錳標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行下一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。本試驗(yàn)的方法報(bào)告檢出限均為005mg/L，測(cè)定方法按照GB/T 5750.32006 6.3.3.1[3]進(jìn)行。

2.3 水樣加標(biāo)測(cè)試和精密度試驗(yàn)

運(yùn)用2.2所建立的硝酸銀硫酸汞使用量為0.20mL的錳標(biāo)準(zhǔn)曲線，分別選取1個(gè)出廠水水樣和3個(gè)不同的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液加標(biāo)濃度（0.100、0.200、0.400mg/L）進(jìn)行水樣加標(biāo)回收試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表23，本試驗(yàn)所測(cè)的出廠水水樣中錳元素含量低于檢出限（0.05mg/L），水樣加標(biāo)濃度為0.100、0.200和0400mg/L所對(duì)應(yīng)的

加標(biāo)回收率分別為103%、102%和94.2%，試驗(yàn)結(jié)果在900%～110%范圍內(nèi)，符合中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站《環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證手冊(cè)》第二版的實(shí)驗(yàn)要求[4]。分別取濃度為0.100 mg/L、0200 mg/L和0.400mg/L的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行精密度試驗(yàn)，每個(gè)濃度測(cè)定7次，該方法的精密度分別為2.85%，1.12%和066%，試驗(yàn)結(jié)果≤15%，符合實(shí)驗(yàn)要求[4]。

2.4 控樣測(cè)試試驗(yàn)

分別對(duì)編號(hào)為GSB 0711892000，批號(hào)分別為202524、202525的由環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所提供的2個(gè)不同濃度的水質(zhì)錳有證標(biāo)準(zhǔn)樣品（密碼質(zhì)控樣）進(jìn)行上機(jī)檢測(cè)驗(yàn)證本試驗(yàn)所建立的方法有效性，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表24，錳質(zhì)控樣批號(hào)為202524的平均測(cè)定結(jié)果為0.615mg/L，質(zhì)控樣濃度范圍為0.639±0.029 mg/L（k=2）;批號(hào)為202525的錳質(zhì)控樣平均測(cè)定結(jié)果為1.22mg/L，質(zhì)控樣濃度范圍為1.21±0.04 mg/L，本試驗(yàn)所測(cè)出的兩個(gè)錳質(zhì)控樣濃度試驗(yàn)結(jié)果均落在標(biāo)準(zhǔn)樣品證書(shū)范圍內(nèi)，結(jié)果滿意，說(shuō)明本試驗(yàn)所建立的硝酸銀硫酸汞使用量為0.20mL的過(guò)硫酸銨分光光度法測(cè)定錳元素含量具有一定的方法有效性，可用于水樣中錳元素含量的測(cè)定。

3 討論

（1）本試驗(yàn)所建立的硝酸銀硫酸汞溶液使用量為0.20mL的過(guò)硫酸銨分光光度法測(cè)定水樣中錳元素含量方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線在0～0.600mg/L的濃度范圍具有良好的線性關(guān)系，水樣加標(biāo)收回率在90.0%～110%范圍內(nèi)，符合實(shí)驗(yàn)要求;所測(cè)的兩個(gè)錳質(zhì)控樣濃度試驗(yàn)結(jié)果均落在標(biāo)準(zhǔn)樣品證書(shū)范圍內(nèi)，結(jié)果真實(shí)可靠。

（2）本試驗(yàn)所建立的過(guò)硫酸銨分光光度法測(cè)定水樣中錳含量的方法所使用的硝酸銀硫酸汞溶液的用量為0.20mL，是《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 5750.62006 3.2國(guó)標(biāo)中規(guī)定的硝酸銀硫酸汞使用量（2.50mL）的1/12.5，測(cè)定結(jié)果與國(guó)標(biāo)方法無(wú)顯著性差異，但可以大大減少高濃度汞廢液的產(chǎn)生，保護(hù)環(huán)境，減少Hg污染，同時(shí)減少試劑用量和實(shí)驗(yàn)成本，降低汞廢液的處理費(fèi)用，具有節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)，值得在基層實(shí)驗(yàn)室推廣使用。

參考文獻(xiàn)：

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