總鉛自動在線監(jiān)測儀測定水中總鉛含量

褚海林 李國強 馬 敏

1中國工程物理研究院應(yīng)用技術(shù)研究中心 四川 綿陽 621900；2四川久環(huán)環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司 四川 綿陽 621900

總鉛自動在線監(jiān)測儀測定水中總鉛含量

褚海林1,2李國強2馬 敏2

1中國工程物理研究院應(yīng)用技術(shù)研究中心 四川 綿陽 621900；2四川久環(huán)環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司 四川 綿陽 621900

總鉛自動在線監(jiān)測儀以水溶性meso-四（對-磺酸苯基）卟啉（TPPS4）為顯色劑，試劑方便采購，配制簡單，不需有機溶劑，分析過程簡單，抗干擾能力強。測定總鉛的實驗結(jié)果表明：該監(jiān)測儀在0.20～2.00 mg/L量程范圍內(nèi)，滿足《鉛水質(zhì)自動在線監(jiān)測儀技術(shù)要求及檢測方法 HJ 762-2015》，可應(yīng)用于污染源水質(zhì)自動在線監(jiān)測。

meso-四（對-磺酸苯基）卟啉（TPPS4）；總鉛；自動在線監(jiān)測儀

鉛是對人體有毒的重金屬元素，可通過土壤、空氣以及食物鏈富集并進入體內(nèi)，對各種組織系統(tǒng)如造血、消化、心血管等產(chǎn)生損傷和毒害[1]，甚至通過血液進入腦組織而累及神經(jīng)系統(tǒng)。鉛含量的國家標準方法為雙硫腙分光光度法和原子吸收法，但前者操作復(fù)雜，且涉及氰化鉀等劇毒試劑，難以推廣；后者則受儀器限制難以實現(xiàn)自動在線監(jiān)測。因此，研究者開發(fā)了系列新型高靈敏顯色劑取代雙硫腙，如偶氮類、喹啉類、卟啉類顯色劑，而在水質(zhì)自動在線監(jiān)測領(lǐng)域，不僅要考慮分析方法的性能，也要考慮顯色劑是否方便購買與使用。

本文涉及的總鉛監(jiān)測儀應(yīng)用一種高靈敏的水溶性顯色劑，即meso-四（對-磺酸苯基）卟啉（TPPS4），測定水中總鉛，并研發(fā)了一款總鉛自動在線監(jiān)測儀。王偉莉等[2]用TPPS4測定鉛時在70～80℃的水浴中加熱，2～3min即可完成反應(yīng)。本文對該總鉛監(jiān)測儀進行整體性能測試，指標包括：示值誤差、定量下限、精密度、零點漂移、量程漂移、離子干擾、水樣比對等內(nèi)容，以此確定該監(jiān)測儀是否滿足《鉛水質(zhì)自動在線監(jiān)測儀技術(shù)要求及檢測方法 HJ 762-2015》。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

SINOEPA3000C TPb型總鉛在線自動監(jiān)測儀（以下簡稱總鉛監(jiān)測儀）及配套試劑。

電子天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司FA2004型）；紫外可見分光光度計（上海儀電分析儀器有限公司752N型）。

鉛、鎘、鉻、砷、鋅標準溶液均購自鋼鐵研究總院 國家鋼鐵材料測試中心。

水樣中總鉛的火焰原子吸收法測定由有資質(zhì)的第三方實驗室進行。

1.2 實驗方法

標液檢測：配制不同濃度總鉛標準溶液，分別導(dǎo)入經(jīng)校準后的總鉛監(jiān)測儀中，進行測試。計算方法依據(jù)《鉛水質(zhì)自動在線監(jiān)測儀技術(shù)要求及檢測方法HJ 762-2015》。

水樣檢測：為驗證總鉛監(jiān)測儀對實際水樣是否可行，將采集到某電源廠廢水導(dǎo)入經(jīng)校準后的總鉛監(jiān)測儀中，進行測試，同時將該樣品利用火焰原子吸收法進行測試。

1.3 總鉛監(jiān)測儀測定方法

表1 示值誤差與精密度試驗結(jié)果

監(jiān)測儀通過計量系統(tǒng)在反應(yīng)室加入一定量標準液或水樣、硝酸溶液，混合均勻，在110℃下加熱15min（恒溫恒壓），降溫至30℃，加入一定量緩沖劑、掩蔽劑和顯色劑，加熱至30℃，顯色反應(yīng)3min后在波長460nm下測定溶液吸光度，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的總鉛與吸光度的標準曲線，計算待測溶液中的總鉛濃度。

表2 定量下限試驗結(jié)果

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 示值誤差與精密度

啟動一臺總鉛監(jiān)測儀，在總鉛質(zhì)量濃度為0.20～2.00mg/L的范圍內(nèi)校準后，測量0.4mg/L與1.0mg/L鉛標準溶液，分別測量6次，結(jié)果見

2.2 定量下限

儀器連續(xù)測量濃度值為檢測范圍下限的標準溶液（0.20mg/L）7次，結(jié)果見表2，計算7次測定值的標準偏差，所得標準偏差的10倍為儀器的定量下限（要求0.20mg/L以內(nèi)），測得值為0.051mg/L。

2.3 零點漂移與量程漂移

采用濃度值為檢測范圍下限值的標準溶液（0.20 mg/L），以1小時為周期，連續(xù)測定24h。取前三次測定值的平均值作為初始測定值，計算后續(xù)測定值與初始測定值的最大變化幅度相對于檢測范圍上限值的相對偏差（要求±5%以內(nèi)），測得值為0.60%。采用濃度值為檢測范圍上限值80%的標準溶液（1.60 mg/L），以1小時為周期，連續(xù)測定24h。取前三表1，計算每種標準溶液6次測定值的平均值與標準溶液濃度的相對誤差，取兩個標準溶液相對誤差值的較大值作為示值誤差（要求±5%以內(nèi)）的判定值，測得值為1.20%。計算1.0mg/L鉛標準溶液6次測定值的相對標準偏差，以該相對標準偏差作為精密度要求（要求5%以內(nèi)）的判定值，測得值為0.46%。次測定值的平均值作為初始測定值，計算后續(xù)測定值與初始測定值的最大變化幅度相對于檢測范圍上限值的相對偏差（要求±10%以內(nèi)），測得值為1.15%。結(jié)果見表3。

2.4 離子干擾

將不同種類單一干擾離子加入1.00mg/L鉛標準溶液中，分別導(dǎo)入儀器，連續(xù)測量3次混合溶液的鉛濃度，計算3次測量結(jié)果的示值誤差，取示值誤差的最大值作為儀器離子干擾的判定值（要求±30%以內(nèi)），結(jié)果見表4。可見，鎘、鉻、砷的干擾較小，而鋅會造成嚴重的負干擾，為-24.8%。

2.5 水樣測試

采用總鉻監(jiān)測儀對某電源廠水樣進行測定，同時進行火焰原子吸收法測定，并測試監(jiān)測儀方法的加標回收率，見表5?？梢姡瑑x器方法和國標法測得的濃度值之間沒有顯著性差異，該監(jiān)測儀方法的加標回收率為95.0%，滿足80%～120%的要求。

表3 零點漂移和量程漂移試驗結(jié)果

表4 離子干擾試驗結(jié)果

表5 水樣測試試驗結(jié)果

3 結(jié)論

用總鉛監(jiān)測儀測試系列標準溶液以及實際水樣，得出以下結(jié)論：

（1）該監(jiān)測儀在0.20～2.00mg/L量程范圍內(nèi)，依據(jù)《鉛水質(zhì)自動在線監(jiān)測儀技術(shù)要求及檢測方法HJ 762-2015》測試結(jié)果為，示值誤差1.20%，精密度0.46%，定量下限0.051mg/L，零點漂移0.60%，量程漂移1.15%，離子干擾-24.8%，水樣加標回收率95.0%，滿足標準要求。

（2）該監(jiān)測儀應(yīng)用水溶性卟啉TPSS4為顯色劑，試劑方便采購，配制簡單，不需有機溶劑，分析過程簡單，抗干擾能力強，可應(yīng)用于污染源水質(zhì)自動在線監(jiān)測領(lǐng)域。

［1］唐清，何均，韓麗娟.大學(xué)生健康與頭發(fā)中鉛含量的關(guān)系[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，2003，16（3）:54-55.

［2］王偉莉，張常安，樊杰，等.分析化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1980.

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褚海林（1980-），男，山東新泰人，碩士，工程師。