駱桂霞（大豐區(qū)環(huán)境保護(hù)局，江蘇 鹽城 224100）

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水質(zhì)鉛自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀對(duì)水樣鉛含量測(cè)定

駱桂霞（大豐區(qū)環(huán)境保護(hù)局，江蘇 鹽城 224100）

水質(zhì)鉛自動(dòng)在線分析監(jiān)測(cè)儀，以預(yù)鍍汞膜的玻碳電極為工作電極，采用陽(yáng)極溶出伏安法，對(duì)實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理，在最適宜的條件下，使用標(biāo)準(zhǔn)加入法對(duì)水樣中的鉛含量進(jìn)行測(cè)定，并且將標(biāo)準(zhǔn)加入法得到的數(shù)據(jù)與原子吸收法進(jìn)行對(duì)比。從對(duì)比的結(jié)果來(lái)看，該儀器具備著高效準(zhǔn)確、便捷等特點(diǎn)。

陽(yáng)極溶出伏安法；鉛；水質(zhì)監(jiān)測(cè)

1　鉛自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀介紹

鉛自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀的功能齊全，能夠自動(dòng)切換納米材料并且自動(dòng)操作，為實(shí)驗(yàn)提供便利。它由光電控制部分、納米纖維富集裝置、九通順序閥、三通閥、蠕動(dòng)泵、液流檢測(cè)器、電解池、注射泵微量進(jìn)樣泵、電磁閥和連接管路組成。

通過(guò)注射泵將需要檢測(cè)的水體流經(jīng)納米富集柱，使用洗脫液對(duì)水樣進(jìn)行洗脫之后按照順序注射，然后將九通順序閥轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置，通過(guò)蠕動(dòng)泵將水樣和截留液分別加入電解池中，通過(guò)定量環(huán)和微量進(jìn)樣泵對(duì)儀器內(nèi)的電解液進(jìn)行體積控制。并使用陽(yáng)極溶出伏安法。該方法檢測(cè)水樣當(dāng)中的鉛離子含量。

（1）富集過(guò)程：通電過(guò)后，溶液中的鉛離子被還原極吸引，形成混合物吸附在還原極表面。Pb2++2e-+B→Pb（B）

（2）溶出過(guò)程：富集過(guò)程完成后，靜置片刻后，向電極施加反向掃描電壓，這時(shí)電極上吸附金屬鉛就會(huì)溶出，并產(chǎn)生溶出電流。根據(jù)溶出電流峰的出峰電位和峰面積（或峰高）以作定性和定量Pb（B）→Pb2++2e-+B，在反應(yīng)式中，B是電極材料，電解液中的鉛離子通過(guò)電化學(xué)作用逐漸吸附在電極B的表面，在這一過(guò)程完成之后，施加反向掃描電壓，就會(huì)使電極B表面的鉛快速溶出，并產(chǎn)生溶出電流。

2　實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化

為了提高測(cè)定鉛濃度的靈敏度，對(duì)所有條件進(jìn)行控制變量實(shí)驗(yàn)，包括鍍汞液的種類、預(yù)鍍汞的條件、緩沖液的選取、緩沖液的濃度、選取富集電位、選取富集時(shí)間等等。

2.1鍍汞液的選擇

使用200mg/LHgSO4、200mg/LHgSO4+0.01mol/LNaAc、200mg/ LHg（NO3）2、200mg/LHg（NO3）2+0.01mol/LNaAc作為鍍汞液，用200mg/LHgSO4+0.01mol/LNaAc作為鍍汞液鍍汞之后，在30mL0.2mol/LNaCl-HCl、200μg/LPb2+的溶液中，得到的圖像峰形易于觀測(cè)，有較大的峰面積，較高的靈敏度。所以，使用200mg/LHgSO4+0.01mol/LNaAc作為鍍汞液。

2.2預(yù)鍍汞條件的優(yōu)化

為了能夠在試驗(yàn)后得到易于觀測(cè)且峰面積較大的圖像，對(duì)預(yù)鍍汞的電位進(jìn)行了優(yōu)化，在200mg/LHgSO4+0.01mol/LNaAc的鍍汞液中，當(dāng)電位為-0.7V、-0.8V、-0.9V、-1.0V、-1.1V時(shí)進(jìn)行鍍汞操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)電位為-1.0V時(shí)，汞膜分布均勻，在30mL0.2mol/LNaCl-HCl、200μg/LPb2+的溶液中，測(cè)量峰電流得到的圖像峰形較好，峰面積較大。

對(duì)鍍汞操作時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)鍍汞時(shí)間而言：當(dāng)時(shí)間約為3min時(shí)時(shí)，汞膜的分布狀況最均勻，厚度也符合要求，綜上所述，我們可以采用鍍汞電位為-1.0V、操作時(shí)間為3min。

2.3緩沖液的選擇

使用NaAc-HAc、NaCl-HCl、KNO3、KCl作為緩沖溶液，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，我們可以得知，當(dāng)NaCl-HCl溶液作緩沖溶液時(shí)，具有較大高的靈敏度，圖像的形狀易于觀察，峰面積較大，因此將NaCl-HCl溶液作為最適合的緩沖溶液。

2.4緩沖液NaCl-HCl溶液濃度的選擇

選擇NaCl-HCl緩沖液的濃度分別為0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L，在30mLNaCl-HCl、200μg/LPb2+的溶液中，測(cè)定峰電流。當(dāng)NaCl-HCl濃度為0.2mol/L時(shí)，峰形最好，峰面積最大，故選擇NaCl-HCl溶液濃度為0.2mol/L。

2.5最佳富集電位的選擇

選取富集電位分別為-0.9V、-1.0V、-1.1V、-1.2V、-1.3V、進(jìn)行測(cè)定。富集電位小于-1.1V時(shí)，峰面積緩慢增大。富集電位大于-1.1V時(shí)，峰面積逐漸減小，富集電位為-1.1V時(shí)峰面積最大且峰形好。為保證有較好的峰形與較大的峰電流，同時(shí)又防止電位較負(fù)時(shí)其它離子的溶出對(duì)鉛的干擾，最佳富集電位確定為-1.1V。

2.6最佳富集時(shí)間的選擇

選擇富集時(shí)間分別為130s、140s、150s、160s、170s進(jìn)行測(cè)定，當(dāng)富集時(shí)間小于150s時(shí)，隨著富集時(shí)間的增加，峰面積逐漸增大。當(dāng)富集時(shí)間大于150s時(shí)，峰面積增加緩慢，為縮短測(cè)定時(shí)間，選用150s作為最佳富集時(shí)間。

3　在最佳優(yōu)化條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析

工作曲線、線性范圍和檢出限在最佳優(yōu)化條件下，分別測(cè)定鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，以鉛離子的濃度為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的溶出峰的峰面積為縱坐標(biāo)作圖。鉛的溶出峰面積與其濃度在0～2000μg/L范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，其回歸方程為：y1=-0.07843+ 0.00269x（相關(guān)系數(shù)為0.998，濃度范圍為5～2000μg/L），y2=-0.0035+0.00178x（相關(guān)系數(shù)為0.998，濃度范圍為5～100μg/L），檢出限為0.38μg/L，優(yōu)于世界衛(wèi)生組織規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。為了分析該方法的性能，與有關(guān)報(bào)道文獻(xiàn)進(jìn)行比較，證明此方法的性能更為優(yōu)異一些。為了檢測(cè)更低濃度的水樣（濃度小于5μg/L），增加了納米纖維對(duì)鉛的富集倍數(shù)，使檢測(cè)的鉛的濃度達(dá)到儀器的檢測(cè)下限以上。

4　水質(zhì)鉛自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀性能指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)

通過(guò)微量進(jìn)樣泵向水樣中加入一定量已知濃度的標(biāo)液，水樣鉛離子濃度增加，得到另一個(gè)溶出峰，重復(fù)兩次加標(biāo)、測(cè)量過(guò)程，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法計(jì)算，即可測(cè)得水樣中鉛的含量。

鉛自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀擁有自主設(shè)計(jì)的電解池裝置，全進(jìn)口世界品牌電器元件和免維護(hù)采樣系統(tǒng)，可以保證儀器的長(zhǎng)期可靠鉛的差分脈沖溶出伏安圖運(yùn)行。分別采集三個(gè)工廠的廢水，用水質(zhì)鉛自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀來(lái)檢測(cè)它們的含量并與國(guó)標(biāo)方法檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，為考察本方法的可行性，進(jìn)行了加標(biāo)回收。加標(biāo)回收率可達(dá)到91～98%，表明此方法具有較高的準(zhǔn)確性。

5　結(jié)束語(yǔ)

陽(yáng)極溶出伏安法從被創(chuàng)造以來(lái)廣泛應(yīng)用在重金屬離子檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)的級(jí)別完全能夠達(dá)到理想狀態(tài)，此種方法中使用的電極，而汞膜電極作為汞電極系列里最具有優(yōu)勢(shì)的電極，因此使用于陽(yáng)極較為頻繁，以汞膜電極作為實(shí)驗(yàn)電極的電化學(xué)溶出分析法則是效果最明顯的分析方法之一，通過(guò)實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化采用標(biāo)準(zhǔn)加入法可測(cè)得水樣中鉛的含量。水樣的加標(biāo)回收率可達(dá)到96～96%，此監(jiān)測(cè)儀測(cè)定水樣中鉛的含量具有快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、靈敏等優(yōu)點(diǎn)，可以被廣泛用于河流、采礦和電鍍等環(huán)境中鉛的在線監(jiān)測(cè)。

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