CN107402204A - 一种铅离子检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铅离子检测方法，包括如下操作步骤：S1、获取待测水体，调节所述待测水体的pH值至5‑6；S2、在所述待测水体中加入掩蔽剂、增敏剂和显色剂，混合后静置，显色；S3、通过分光光度法对所述水体进行含铅量的测定，测定波长为560‑580nm。将本发明的方法运用于铅离子在线自动检测仪对各种水样中铅进行实时在线检测，容易实现且可以明显缩短测试周期和提高测试结果的准确度和可靠性。从仪器的测试情况来看，在线自动检测仪运用XO作为显色剂时，该方法快速、准确，显色反应灵敏度高，测定范围广，特别适合与含铅废水的在线检测。

Description

一种铅离子检测方法

技术领域

本发明涉及一种铅离子检测方法。

背景技术

目前,铅及其化合物是一种具有蓄积性、多亲和性的有毒物质，可与体外一系列蛋白质、酶和氨基酸中的官能团(巯基)结合，干扰机体的生化和生理活动，进而引起中毒，对造血、肝和肾的损害尤为严重。自然界水中的铅大多来自于采矿、冶金、电镀、电池和化工等行业排放的废水。至2006年以来频发爆发地群体性铅污染中毒事件把公众的视线聚焦于铅污染检测与预警。因此，铅的检测，特别是在线检测，已成为最受关注的检测项目之一。

目前，检测铅的方法较多，有石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)、火焰原子吸收光谱法(AAS)、电热原子吸收光谱法(ETAAS)、电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)、氢化物发生-电感耦合等离子体-原子发射光谱法(HG-ICP-AES)、阳极溶出伏安法/极普法、分光光度法等。其中，分光光度法以其成本低廉、易于推广使用而成为检测铅最常用的分析检测方法。

双硫腙分光光度法是微量铅检测最常用的分析方法，这种分析方法需要使用氰化钾作为掩蔽剂以去除干扰离子对测量的影响，而氰化钾为剧毒试剂，会对操作人员的身体健康带来损害，同时会对环境造成二次污染。现在也有报道不采用氰化钾作为掩蔽剂的铅检测方法，如使用硫脲、NH4SCN、酒石酸钾钠等作为掩蔽剂，但这些掩蔽剂的使用仅能去除如Cu、Ni、Ca、Mg等离子的的干扰，其他如Cd、Zn、Cr等离子的干扰无法去除，该种铅检测方法的抗干扰能力差。另外，双硫腙分光光度法需要使用有机溶剂萃取，操作繁琐、试剂用量大。

综上，现有的铅检测光度法均存在抗干扰能力差、操作繁琐、且大多适用于铅的快速定性检测等缺点，不能满足现今人们需要准确知晓水中乃至食品、血液等方面铅的准确含量的需求，尤其在在线检测应用方面差距甚大。所以，研发一种试剂安全性好、抗干扰能力强、准确性高的铅检测方法，尤其适用于在线检测的方法显得十分迫切和需要。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种准确度高、灵敏度好，操作简单且稳定环保的水体铅含量的测定方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种铅离子检测方法，包括如下操作步骤：

S1、获取待测水体，调节所述待测水体的pH值至5-6；

S2、在所述待测水体中加入掩蔽剂、增敏剂和显色剂，混合后静置，显色；

S3、通过分光光度法对所述水体进行含铅量的测定，测定波长为560-580nm。

进一步的，在上述步骤S1中，通过添加缓冲液将所述待测水体的pH值调节至5-6，并将所述待测水体中的铅浓度控制在0.2-2mg/l范围内。

进一步的，所述缓冲液为乙酸-乙酸钠。

进一步的，在上述步骤S2中，所述掩蔽剂包括亚铁氰化钾和氟化铵的混合液。

进一步的，在上述步骤S2中，所述增敏剂为曲拉通OP(X-100)。

进一步的，在上述步骤S2中，所述显色剂为二甲酚橙(XO)，且所述显色剂溶于溶剂中，其浓度需控制在0.2-0.5g/l。

进一步的，在上述步骤S2中，所述待测水体中加入掩蔽剂、增敏剂和显色剂混合后的静置时间为5-15min。

进一步的，所述静置时间为10min。

进一步的，在上述步骤S3中，所述测定波长为575nm。

本发明的有益效果：将本发明的方法运用于铅离子在线自动检测仪对各种水样中铅进行实时在线检测，容易实现且可以明显缩短测试周期和提高测试结果的准确度和可靠性。从仪器的测试情况来看，在线自动检测仪运用XO作为显色剂时，该方法快速、准确，显色反应灵敏度高，测定范围广，特别适合与含铅废水的在线检测。

附图说明

图1本发明第一实施例的标准吸光度-浓度曲线图。

图2本发明第二实施例的标准吸光度-浓度曲线图。

图3本发明第三实施例的标准吸光度-浓度曲线图。

具体实施方式

本发明涉及一种铅离子检测方法，包括如下操作步骤：

S1、获取待测水体，调节所述待测水体的pH值至5-6；

S2、在所述待测水体中加入掩蔽剂、增敏剂和显色剂，混合后静置，显色；

S3、通过分光光度法对所述水体进行含铅量的测定，测定波长为560-580nm。

具体地方案如下，在上述步骤S1中，可通过添加缓冲液如乙酸-乙酸钠来调节待测水体的pH值至5-6，在该微酸性环境下，XO能与水中的铅离子反应，生成红色络合物，作为分光光度法的被测物质。当所述待测水体中铅含量在0.2-2mg/l范围内时，符合朗伯-比尔定律，吸光度与吸光物质的浓度成正比例线性关系。

因此，将所述待测水中的铅浓度控制在0.2-2mg/l范围内，可以通过精确测量一系列标准溶液的吸光度，将吸光度对浓度作图，绘制工作曲线，然后根据待测组分溶液的吸光度在工作曲线上查得其浓度或含量，这样精准度高、误差较小。当然，当所述待测水体中铅含量不在上述范围时也能通过分光光度法测得铅浓度，

在实际操作中，会通过现有技术以及实践经验大概测得待测水体中铅含量是否在0.2-2mg/l，若是偏差较大，则可通过稀释或富集使浓度控制在0.2-2mg/l，而后再进行分光光度法测定，具体地，例如，可以通过配置铅浓度大于2mg/l或低于0.2mg/l的标液并且测定其吸光度，观察吸光度变化趋势而定性判断是否在0.2-2mg/l，当然现有技术中还有其他去多可以大概判断该浓度的方法，皆用于此处。综上所述，对于待测水体进行铅含量的测试前，优选将所述待测水体的含铅量调整至0.2-2mg/l。

在上述步骤S2中，所述显色剂为二甲酚橙(XO)，优选地，所述显色剂溶于溶剂中，其浓度需控制在0.2-0.5g/l，因为浓度过大或过小都不利于控制XO的含量，会影响与铅离子的络合反应，导致最终测试结果误差较大。在一优选实施例中XO溶于含有氯化钾的水中，可以保证显色剂的稳定性、延长保存时间，并有利于后续络合反应。

由于二甲酚橙(XO)在微酸性溶液中与铅生成1：1络合物；该络合物具有较好的光敏性和稳定性，能够保证后续分光光度法测定的数据准确性。试验也证明了铅-XO-OP体系在测定波长560-580nm范围内进行分光光度法测定能得到满意结果。

在上述步骤S2中，所述掩蔽剂包括亚铁氰化钾和氟化铵的混合物，选用亚铁氰化钾和氟化铵的混合物作为掩蔽剂，能有效地消除了Zn、Cu、Ni、Cr、As等离子的干扰，于水相直接显色。而且实验发现，在氟化物还能有效地消除Al离子及微量稀土元素，进一步的保证了络合物的吸光度不受干扰。综上所述，此方法快速、准确，显色反应灵敏度高。

在上述步骤S2中，所述增敏剂为曲拉通OP(X-100)，XO与铅离子配合物在上述微酸性环境中溶解性良好，不需要加表面活性剂，乳化剂OP的加入主要起增敏作用，当乳化剂OP存在时可使铅离子配合物的吸光度增加近5倍，使测定灵敏度大大提高。

在上述步骤S2中在所述待测水体中加入掩蔽剂、增敏剂和显色剂混合后需要静置，以完成显色，在混合过程中可优选通过摇匀实现。其中，静置时间优选为5-15min，例如可以是5min、8min等，最佳为10min，这样可以缩短测试时间且能保证数据的准确性。

在上述步骤S3中，通过分光光度法测定铅含量，即通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析。在本发明中，特定测定波长范围为560-580nm，最佳为575nm。对于分光光度法，具体而言，是在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到配置的一定浓度的样品溶液时，便可得到与不同波长相对应的吸收强度。如波长(λ)为横坐标，吸收强度(A)为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线，利用该曲线进行待测水体的铅含量定性、定量分析，并依次绘制出吸光度-样品浓度关系图，即标准吸光度-浓度曲线，依照待测水体铅含量的吸光度，再对比上述标准曲线可以得出待测水体铅含量的浓度，这样的测试方法成为分光光度法，也称为吸收光谱法。上述实施例可通过现有的铅在线自动监测仪来完成，这样可以在保证测试结果可靠性的基础上最大程度地简化测试过程和缩短测试周期，进行实时准确监控，具有实用性。

针对XO与铅离子形成的络合物进行分光光度法测试，再配以其他如增敏剂等条件的设置，先配置已知浓度的标准铅浓度样品预置标准曲线，而后获取待测水样进行测试，最后依据标准曲线获得准确浓度值，这样操作简单，且可以保证对水体铅含量的测定准确度高、灵敏度好和稳定环保。

现以具体的水体含铅量的测试方法为例，对本发明进行进一步详细说明。

一、绘制标准吸光度-浓度曲线

1、所需试剂(本标准所用试剂除另有说明外，均为公认的分析纯试剂。所有试剂应不含铅，试验中应使用不含铅的蒸馏水或去离子水)。

缓冲液：实践水体测含铅量时，称取116克结晶乙酸钠溶于水中，加10ml冰乙酸，稀释至1000ml,于pH计上调节pH为5.5；

硝酸：密度1.42g/ml；

掩蔽剂：实践水体测含铅量时，用量筒准确量取500ml蒸馏水，称取亚铁氰化钾和氟化铵分别5-50g和10-25g加入溶解，定容至1000ml。

增敏剂：实践水体测含铅量时，用量筒准确量取500ml蒸馏水，量取10-25ml曲拉通OP加入，混合均匀，最后定容至1000ml。

显色剂：实践水体测含铅量时，称取20-50g氯化钾溶于300ml蒸馏水中，充分溶解后，加入0.2-0.5gXO，定容至1000ml，避光保存，即为分析仪所用的显色剂。

铅标准储备液100mg/l：将0.1599g硝酸铅[Pb(NO3)2](纯度≥99.5％)溶解在约200ml水中，加入10ml上述硝酸，后用水稀释至1000ml标线，此铅储备溶液即为100mg/l。

铅标准溶液：0.2mg/l、0.4mg/l、1mg/l、1.6mg/l、2mg/l的配置依次吸取1.00ml、2.00ml、5.00ml、8.00ml、10.00ml铅标准储备液置于500ml容量瓶中，用水稀释至标线摇匀，依次得到铅标准溶液的浓度为：0.2mg/l、0.4mg/l、1mg/l、1.6mg/l、2mg/l；将上述标准溶液分别贮存于试剂瓶中。

2、仪器准备：紫外可见分光光度计、铅在线自动检测仪、pH计、电子天枰。

3、测定波长的确定：

准确移取1mg/l的铅标准溶液10ml于50ml比色管中，加入缓冲液维持pH值在5-6，再加入显色剂溶液1.0ml，摇匀后静置5-15分钟。取反应液用紫外可见分光光度计在400-600nm范围内测定吸光度。测定结果显示，波长为560-580nm时，铅离子与XO形成的络合物具有较大吸收波长，可以用于分光光度法测量，并确保测试结果的误差在合理范围。当测定波长为575nm时，所述络合物具有最大吸收波长，是最佳的，因此，下列实施例和标准曲线的测定都以575nm作为测定波长。

4、标准曲线的绘制：

利用上述配置好的标准溶液进行标准曲线的绘制，形成吸光度与浓度的线性关系。

5、干扰离子：针对《HJ762-2015铅水质自动在线检测技术要求及检测方法》中Ⅱ型仪器干扰离子(干扰离子及浓度附表)，其中有一部分干扰离子能与XO形成有色络合物而增大了吸光度，导致最后水样值偏大，采用亚铁氰化钾-氟化铵联合掩蔽的方法将干扰消除，达到了很好的效果，并且示值误差可以控制在15％以内。

干扰离子	Ⅱ型仪器干扰离子浓度(mg/l)
		镉	0.1
锌	5.0
		铜	2.0
砷	0.5
		镍	0.5
总铬	1

6、显色剂的稳定性(使用上述铅在线自动检测仪测试)

以不同浓度的铅的标样(0.4mg/l、1mg/l、1.6mg/l)在显色12min后再继续观察吸光度，发现2个小时内吸光度值并无明显变化，因此确定显色时间为12min。

上述各项准备工作完成后，对待测水体进行分光光度法测定，具体如下列实施例，待测水体包括电池工业废水、电镀废水、钢铁工业废水、矿山废水这四类企业排放废水。下列各实施例可采用现有的铅在线自动检测仪进行测定。

实施例1

分别取各种水样10ml于50ml比色管中，所述水样的含铅量浓度控制在0.2-2mg/l，调节水样的pH值为5.4，依次加入掩蔽剂1ml、增敏剂1ml、显色剂溶液1ml，摇匀静置12min。取反应液用紫外可见分光光度计在575nm波长范围内测定吸光度，通过预置的标准曲线进行铅浓度的读取，如图1所示。

其中，所述显色剂包括XO，还包括溶剂：氯化钾和蒸馏水，XO浓度为0.2g/l，氯化钾的质量为20g。所述掩蔽剂为亚铁氰化钾和氟化铵的混合液，亚铁氰化钾的浓度为5g/l,氟化铵的浓度为10g/l。所述增敏剂为曲拉通OP，所述OP的体积浓度为10％。若用铅在线自动检测仪进行测量，则直接抽取待测水样，分别加入上述试剂，即可直接独处铅离子浓度值，简单方便。

实施例2

分别取各种水样6ml于50ml比色管中，所述水样的含铅量浓度控制在0.2-2mg/l，调节水样的pH值为5.3，依次加入掩蔽剂1.5ml、增敏剂1.5ml、显色剂溶液1.5ml，摇匀静置10min。取反应液用紫外可见分光光度计在560nm波长范围内测定吸光度，通过预置的标准曲线进行铅浓度的读取，如图2所示。

其中，所述显色剂包括XO，还包括溶剂：氯化钾和蒸馏水，XO浓度为0.3g/l，氯化钾的质量为30g。所述掩蔽剂为亚铁氰化钾和氟化铵的混合液，亚铁氰化钾的浓度为15g/l,氟化铵的浓度为15g/l。所述增敏剂为曲拉通OP，所述OP的体积浓度为18％。若用铅在线自动检测仪进行测量，则直接抽取待测水样，分别加入上述试剂，即可直接独处铅离子浓度值，简单方便。

实施例3

分别取各种水样8ml于50ml比色管中，所述水样的含铅量浓度控制在0.2-2mg/l，调节水样的pH值为5.5，依次加入掩蔽剂1.2ml、增敏剂1.2ml、显色剂溶液1.2ml，摇匀静置15min。取反应液用紫外可见分光光度计在580nm波长范围内测定吸光度，通过预置的标准曲线进行铅浓度的读取，如图3所示。

其中，所述显色剂包括XO，还包括溶剂：氯化钾和蒸馏水，XO浓度为0.5g/l，氯化钾的质量为50g。所述掩蔽剂为亚铁氰化钾和氟化铵的混合液，亚铁氰化钾的浓度为50g/l,氟化铵的浓度为25g/l。所述增敏剂为曲拉通OP，所述OP的体积浓度为25％。若用铅在线自动检测仪进行测量，则直接抽取待测水样，分别加入上述试剂，即可直接独处铅离子浓度值，简单方便。

最后测试结果显示，用本发明方法测定电池工业废水、电镀废水、钢铁工业废水、矿山废水中铅的含量，相对标准偏差分别为1.33％、1.53％、0.97％、0.76％，用加标会瘦方法检验方法的准确性，平均回收率分别为101.45％、98.87％、95.33％、103.61％。由此可以看出，本法准确度高、选择性和灵敏度好，测试时间段，是一种快速、有效地测试水体中铅含量的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铅离子检测方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

S1、获取待测水体，调节所述待测水体的pH值至5-6；

S2、在所述待测水体中加入掩蔽剂、增敏剂和显色剂，混合后静置，显色；

S3、通过分光光度法对所述水体进行含铅量的测定，测定波长为560-580nm。

2.如权利要求1所述的一种铅离子检测方法，其特征在于，在上述步骤S1中，通过添加缓冲液将所述待测水体的pH值调节至5-6，并将所述待测水体中的铅浓度控制在0.2-2mg/l范围内。

3.如权利要求1所述的一种铅离子检测方法，其特征在于，所述缓冲液为乙酸-乙酸钠。

4.如权利要求1所述的一种铅离子检测方法，其特征在于，在上述步骤S2中，所述掩蔽剂包括亚铁氰化钾和氟化铵的混合液。

5.如权利要求1所述的一种铅离子检测方法，其特征在于，在上述步骤S2中，所述增敏剂为曲拉通OP(X-100)。

6.如权利要求1所述的一种铅离子检测方法，其特征在于，在上述步骤S2中，所述显色剂为二甲酚橙(XO)，且所述显色剂溶于溶剂中，其浓度需控制在0.2-0.5g/l。

7.如权利要求1所述的一种铅离子检测方法，其特征在于，在上述步骤S2中，所述待测水体中加入掩蔽剂、增敏剂和显色剂混合后的静置时间为5-15min。

8.如权利要求7所述的一种铅离子检测方法，其特征在于，所述静置时间为10min。

9.如权利要求7所述的一种铅离子检测方法，其特征在于，在上述步骤S3中，所述测定波长为575nm。