濁點萃取分光光度法測定環境水樣中的痕量鎘

摘 要:提出了濁點萃取分光光度法測定痕量鎘的新方法。該方法以非離子表面活性劑TritonX-114為萃取劑，以1-(4-硝基苯基)-3-(5-溴吡啶)三氮烯(NPBPDT)為顯色劑對環境水樣中痕量鎘(Ⅱ)進行了測定。在pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖體系中，鎘與NPBPDT形成橙色絡合物，在450nm處有一最大正吸收，在540nm處有一最小負吸收。以450nm為參比波長，540nm為測定波長進行雙波長測量時，表觀摩爾吸光系數為3.0967×105L·mol-1·cm-1，鎘含量在0～0.25μg·mL-1服從比爾定律。該法用于水樣中痕量鎘的測定，結果較好。

關鍵詞:鎘NPBPDTTritonX-114鎘(Ⅱ)分光光度法濁點萃取

中圖分類號:O657文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)05(b)-0125-02

鎘是一種有毒有害的重金屬元素，通過生物鏈在人體內富集，可引起慢性中毒，甚至致癌、致畸以及致突變[1]。同時它的半衰期長，不宜生物降解，對環境和人體健康危害極大，被列入第1類有毒污染元素[2]。另外，在環境監測中，鎘是常規的分析項目之一。因此，研究環境水樣中鎘的測定具有實際意義及應用價值。

目前，測定痕量鎘的方法很多，如分光光度法[3]，原子吸收法[4-5]，鎘試劑法[6]，固相萃取法[7]等。濁點萃取是一種新型的液-液萃取技術，它不使用有毒、揮發性的有機溶劑，適應綠色分析技術發展的需要，同時萃取效率高，富集因子較大，還易于與儀器分析方法聯用[8]。本實驗采用濁點萃取-分光光度法測定痕量鎘，效果較好。

1 實驗部分

1.1 主要儀器及試劑

UV-1801紫外分光光度計、722型分光光度計(上海精密科學儀器有限公司)、HHS型恒溫水浴鍋(上海博訊實業有限公司)、800型離心機(上海手術器械廠)、pHs-3B型復合電極酸度計(上海雷磁儀器廠)。

鎘(Ⅱ)標準液按一般方法配制，儲備液1.000g/L，工作液7μg·mL-1;3.735×10-6mol/L的NPBPDT無水乙醇溶液;Na2B4O7-NaOH緩沖溶液，pH值用酸度計校正;TritonX-114，體積分數2%;其它試劑均為分析純，水為二次蒸餾水。

1.2 實驗方法

取0.5mL濃度為3.735×10-6mol/L的NPBPDT乙醇溶液，依次加pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖溶液1.0mL，0.8mL濃度為2%的TritonX-114溶液，0.3mL鎘(Ⅱ)的工作液于10mL離心管中，加超純水稀釋至10mL，搖勻。在65℃水浴中加熱25min，以3500r·min-1速度離心15min，使兩相分離，分相后的溶液在冰水混合液中冷卻30min，使表面活性劑相變成粘滯的液相，棄去水相后加乙醇水溶液(乙醇:水=3:1)定容至3mL，振蕩使表面活性劑相溶解，用1cm比色皿在450nm和540nm處，以對應的空白試劑為參比，測定吸光度。

2 結果與討論

2.1 吸收曲線

取0.5mL的的NPBPDT無水乙醇溶液于10mL離心管中，依次加入pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖溶液1.0mL，TritionX-114溶液0.8mL，鎘(Ⅱ)工作液0.3mL。依實驗方法用分光光度計于380～650nm波段掃描，所得吸收曲線見圖1。

結果表明，Cd(Ⅱ)與NPBPDT形成的橙色絡合物在λ=450nm處有一個最大正吸收，在540nm處有一個最小負吸收，實驗選擇該兩個波長進行雙波長測定。

2.2 酸度及緩沖溶液用量的影響

合適的酸度條件，有利于金屬離子與顯色劑形成螯合物，有利于獲得滿意的萃取率。實驗考察了pH值在8～14時，在Na2B4O7-NaOH緩沖體系中NPBPDT與Cd2+的顯色反應。結果表明，在pH值為9.5～11.0之間吸光度值較高，處于一個平臺，且在10.5時達到最大值。且最佳緩沖溶液用量為0.8～1.4mL。本實驗選用pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖溶液1.0mL。

2.3 NPBPDT用量的影響

考察了不同用量的顯色劑對顯色反應的影響。結果表明，3.735×10-6mol/L的NPBPDT乙醇溶液的用量在0.4～0.6mL時，配合物吸光度最大且穩定。為了確保金屬離子完全螯合，實驗時選用NPBPDT的用量為0.5mL。

2.4 表面活性劑的選擇及用量

考察了表面活性劑對該方法靈敏度的影響。結果表明，不加表面活性劑時體系混濁，在表面活性劑存在下體系清晰，離子型表面活性劑SDBS、SLS等使顯色反應靈敏度不如非離子型表面活性劑。非離子型表面活性劑TX-100、TX-114、Tween-80、OP-40等均可起增溶增敏作用，其中以TX-114效果最佳。

另外，表面活性劑的用量大小不僅影響萃取率，還決定富膠束相體積的大小，同時影響分相過程。為了提高萃取效率和富集能力，在保證萃取完全的前提下，要盡可能減少相比。經過實驗，發現TX-114的最佳用量為0.6～1.2mL。所以本實驗選用體積百分比為2%的TX-114，用量0.8 mL。

2.5 工作曲線

在離心管中分別加入0，0.05，0.10，0.15，0.20，0.25，0.30mL鎘(Ⅱ)工作溶液，依據上述實驗方法，測定吸光度，實驗結果見圖2。

結果表明，以450nm為參比波長，540nm為測定波長進行雙波長測量時，鎘(Ⅱ)含量在0～0.25μg·mL-1范圍內服從比爾定律。由工作曲線求得回歸方程為:

A=2.7551C(μg·mL-1)+0.0340，相關系數R2=0.9928，其表觀摩爾吸光系數為:ε=3.0967×105L·mol-1·cm-1。

3 水樣分析及回收率實驗

3.1 樣品的預處理

取河水樣品過濾，除去懸浮在水中的微粒，貯于6℃的冰箱中靜置兩天。

3.2 樣品中鎘的測定

取5只離心管，依次加入5mL水樣，0.5mL濃度為3.735×10-6mol/L的NPBPDT乙醇溶液，pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖溶液1.0mL，0.8mL濃度為2%的TritonX-114溶液，加超純水稀釋至10mL，搖勻。另取5只離心管按上述方法加入相應的試劑，但不加水樣，作為參比溶液。按照同樣的實驗方法，測其吸光度，并計算其相應濃度，實驗結果見表1。

3.3 回收率實驗

實驗回收率的結果見表2。

4 結論

濁點萃取是一種簡單、安全、快捷的分離富集痕量金屬的方法。本實驗鎘與NPBPDT在pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖體系中能形成穩定的橙色絡合物，用非離子表面活性劑TitonX-114萃取Cd(Ⅱ)和NPBPDT形成的絡合物，在450nm處有一最大正吸收，在540nm處有一最小負吸收。以450nm為參比波長，540nm為測定波長進行雙波長測量時，其ε=3.0967×105L·mol-1·cm-1，鎘含量在0～0.25μg·mL-1范圍內服從比爾定律。

該方法用于環境水樣中痕量鎘的測定，結果較好。

參考文獻

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[2]龐鑠權，王志坤，徐建偉，等.重金屬鎘離子檢測技術研究進展[J].食品工程，2008(2):62-65.

[3]黃暉，梁勇川，等.濁點萃取分光光度法測定環境水樣中的痕量鎘[J].三明學院學報，2008(12):413-416.

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[8]何靜林.濁點萃取技術在環境樣品分析中的應用[J].四川化工，2010(3):15-19.