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        鄰菲啰啉分光光度法測定養(yǎng)殖水中鐵含量條件探討

        2021-07-28 06:13:58許巖王璐陳穎馬琳尚宏鑫張賽賽孫陽
        水產(chǎn)養(yǎng)殖 2021年7期
        關(guān)鍵詞:顯色劑光度法分光

        許巖,王璐,陳穎,馬琳,尚宏鑫,張賽賽,孫陽

        (大連市水產(chǎn)技術(shù)推廣總站,遼寧 大連 116023)

        隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人類對重金屬資源的需求不斷擴大,但在重金屬被利用過程中,其可能會進入海洋,從而引起海洋水質(zhì)的污染。一方面,過量重金屬進入海洋,會在海洋生物體內(nèi)聚集[1],對其繁殖、生長等產(chǎn)生危害,甚至引起中毒和死亡。如過量的鐵可在魚鰓上沉積成一層棕色薄膜,刺激魚分泌黏液,妨礙魚的呼吸,甚至引起窒息死亡。即使稍高濃度的鐵也會明顯影響魚的正常生長[2],從而影響海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前,各地多種海洋生物體中均檢測到不同程度的重金屬類污染物[3-5]。另一方面,過量的重金屬隨著食物鏈進入人體,危害人類健康。尤其是對海洋生物體攝入量較高的沿海居民受影響較大[6-7],人體免疫機能受損,一些非特異性疾病加重[8],嚴重時可出現(xiàn)癌癥、畸形,甚至基因突變。要降低重金屬的這些危害,首先需要準確測定其含量。目前,針對水質(zhì)中鐵含量檢測的分析方法主要有:鄰菲羅啉分光光度法、鐵氰化鉀分光光度法、原子吸收分光光度法[9-10]、石墨爐原子吸收分光光度法、ICP以及ICP-MS等。各方法在各自的適用范圍和優(yōu)勢方面均有所不同,其中分光光度法操作簡單、準確度高、重現(xiàn)性好?,F(xiàn)對鄰菲啰啉分光光度法測定海水養(yǎng)殖區(qū)養(yǎng)殖水中鐵含量的分析條件進行探討。

        鄰菲啰啉紫外分光光度法主要是將樣品中的高價鐵經(jīng)鹽酸溶液和鹽酸羥胺還原成亞鐵,在適宜的pH值條件下,與鄰菲啰啉顯色劑發(fā)生反應,生成穩(wěn)定的橙紅色絡(luò)合物,利用分光光度計在最大吸收波長處測定吸光度,進而測定鐵元素含量。

        1 研究方法

        1.1 儀器與試劑

        (1)儀器。紫外可見分光光度計(T6新世紀)。

        (2)試劑。鹽酸、硫酸、鹽酸羥胺、乙酸、乙酸銨、鄰菲啰啉和過硫酸鉀,均購自天津市科密歐化學試劑有限公司。鐵、銅、鉛、鎘、鋅和鎳單元素標準溶液均來自中國計量科學研究院。水質(zhì)鐵標準樣品來自原環(huán)境保護部標準樣品研究院。

        1.2 最適條件選擇

        (1)波長。樣品ρ(鐵):0.5和3.0 mg/L;取樣體積:2.5 mL;調(diào)節(jié)pH緩沖液加入量:4 mL;顯色劑用量:6 mg;顯色時間:10 min;比色皿:1 cm。陰性對照不含鐵離子標準溶液。在460~560 nm波長范圍內(nèi)測吸光度值,選擇最適波長。

        (2)pH值。樣品ρ(鐵):3.0 mg/L;取樣體積:2.5 mL;波長:510 nm;顯色劑用量:6 mg;顯色時間:10 min;比色皿:1 cm;利用緩沖液加入量調(diào)解pH值,選擇最適pH值。

        (3)顯色劑。樣品ρ(鐵):3.0 mg/L;取樣體積:2.5 mL;波長:510 nm;調(diào)節(jié)pH緩沖液加入量:4 mL;顯色時間:10 min;比色皿:1 cm;選擇最適顯色劑用量。

        (4)顯色時間。樣品ρ(鐵):3.0 mg/L;取樣體積:2.5 mL;波長:510 nm;調(diào)節(jié)pH緩沖液加入量:4 mL;顯色劑用量:6 mg;比色皿:1 cm;選擇最適顯色時間。

        (5)穩(wěn)定性。將1.2(1)中樣品在最適波長下連續(xù)放置2 h,每15 min記錄吸光度值,觀察其波動情況,判斷穩(wěn)定性情況。

        1.3 鐵含量測定

        (1)標準曲線。分別準確移取0.25,0.50,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0和3.5 mL已稀釋10倍的鐵單元素標準溶液和0.5 mL硫酸溶液(1+3),置于8個100 mL錐形瓶中,制備一系列濃度的含鐵標準溶液。向每個錐形瓶中加入40 g/L過硫酸鉀溶液5 mL和25 mL水,微沸約40 min,剩余體積不低于20 mL,冷卻后分別轉(zhuǎn)移至50 mL比色管中。分別加入10 g/L鹽酸羥胺溶液1.0 mL,并充分混勻;分別加入加4.0 g/L乙酸-乙酸銨緩沖溶液(40 g乙酸銨和50 mL冰乙酸溶解于水中并稀釋至100 mL)調(diào)節(jié)pH值;分別加入鄰菲啰啉6 mg并放在暗處10 min,用1 cm比色皿于波長510 nm處,參比中未添加鐵標準溶液,其余操作同前。

        (2)樣品測試及加標回收實驗。對鐵標準樣品和養(yǎng)殖水樣品在最適條件下測定,并在實際樣品中加標,加標量為0.5,2.0和4.0 mg/L,重復試驗6次,計算加標回收率。

        (3)準確度、精密度和定量限。根據(jù)1.3(2)中得到的樣品測試值,與標準值比較,并計算相對標準偏差(RSD)。連續(xù)測定試劑空白10次,依據(jù)測量值標準差的3倍與標準曲線斜率比值所對應的濃度確定定量限。

        1.4 干擾因素

        在樣品中分別加入一定量的銅離子、鉛離子、鎘離子、鋅離子和鎳離子,依據(jù)結(jié)果判斷是否干擾鐵離子測定。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 最適條件

        波長和吸光度(Abs)關(guān)系見表1。由表1可見,不同ρ(鐵)的樣品在510 nm處有最大吸收,而陰性對照在510 nm處沒有吸收,所以確定510 nm為最適波長。

        表1 波長和吸光度關(guān)系

        各pH值下的吸光度見表2。表2可見,加入4 mL緩沖液時,pH值最適宜實驗。各顯色劑用量下的吸光度見表3。由表3可見,最適顯色劑用量為6 mg。

        表2 各pH值下的吸光度

        表3 各顯色劑用量下的吸光度

        各顯色時間下的吸光度見表4。由表4可見,最適顯色時間為10 min。各放置時間下的吸光度見表5。由表5可見,樣品吸光度值在2 h內(nèi)波動不大,穩(wěn)定性良好。

        表4 各顯色時間下的吸光度

        表5 各放置時間下的吸光度

        2.2 鐵含量測定

        (1)線性關(guān)系。各ρ(鐵)的吸光度見表6。由表6可見,線性方程為y=0.206 8+0.010 7,r=0.999 4。ρ(鐵)為0~5 mg/L時與吸光度呈良好線性關(guān)系。

        表6 各ρ(鐵)的吸光度

        (2)準確度、精密度和定量限。按試驗方法測定了樣品,所得準確度、精密度和定量限結(jié)果參見表7、8。

        表7 準確度和精密度試驗結(jié)果

        由表8可見,測定結(jié)果均處于標準值的范圍內(nèi),并且元素測定的相對標準偏差(RSD)均不超過5%。方法定量限為0.1 mg/L。

        表8 定量限試驗結(jié)果

        (3)回收率?;厥章试囼灲Y(jié)果見表9。由表9可見,在樣品中加入低、中、高濃度的標準試劑,其回收率均>90%。

        表9 回收率試驗結(jié)果

        2.3 干擾因素

        干擾因素試驗結(jié)果見表10。由表10可見,通過對檢測結(jié)果進行分析,發(fā)現(xiàn)在測定ρ(鐵)過程中會受到其他離子的干擾,這些干擾因素將會造成鐵離子測定數(shù)據(jù)不準確。

        表10 干擾因素試驗結(jié)果①

        3 結(jié)論

        試驗表明,在波長510 nm、pH緩沖液4 mL、顯色劑用量6 mg和顯色時間10 min條件下,鄰菲啰啉分光光度法可較為穩(wěn)定地測定鐵含量。該方法檢測成本低,操作簡單,準確度高,重現(xiàn)性好,適用于養(yǎng)殖水中鐵元素的測定,具有廣泛的使用價值。

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