過硫酸銨分光光度法測定水中錳含量的硝酸銀擦蛩峁不同使用量的實驗條件的優化

歐小蕾

摘要：為減少汞廢液對環境的污染，本實驗通過對過硫酸銨分光光度法測定水中錳的硝酸銀硫酸汞的使用量進行對比和優化實驗，結果表明：當硝酸銀硫酸汞溶液的使用量由國標中規定的2.50mL減少至0.20mL，所測得的錳標準系列溶液濃度相差不大，相對誤差≤10%;后者的使用量是前者的1/12.5，在該實驗條件下的錳校準曲線的相關系數R2=0.9996，水樣加標回收率為94.2%～103%，上機檢測兩個不同濃度的水質錳有證標準樣品，試驗結果均落在標準樣品證書范圍內，結果滿意。本方法可大大減少試劑用量和實驗成本，優化后的實驗條件測定的水樣樣品數量是優化前的12.5倍;可大大減少高濃度汞廢液的產生，保護環境，減少Hg污染，同時減少汞廢液處理的費用。

關鍵詞：過硫酸銨分光光度法;錳;水;硝酸銀硫酸汞

測定生活飲用水中錳元素含量的方法，主要包括ICPMS法、原子吸收光譜法和過硫酸銨分光光度法。前兩者雖然靈敏度高，檢測限低，可以直接進行水樣測定，但儀器昂貴，不適宜基層檢測機構使用。后者因所需設備簡單，目前被基層檢測機構普遍應用[1]，但由于該方法所用的硝酸銀硫酸汞試劑中含有能夠污染環境的Hg元素，若用量過多，不僅會對環境造成嚴重的污染，同時含汞濃度高的廢液處理費用也十分昂貴。因此本實驗對過硫酸銨分光光度法的實驗條件進行適當的優化，在《生活飲用水衛生標準》GB/T 5750.62006 3.2的基礎上，減少硝酸銀硫酸汞的使用量，使實驗回收的廢液中所含汞的濃度大大減少，能夠保護環境，減少汞污染。優化后的試驗方法的準確度和精密度均符合實驗要求，并可大大節省實驗試劑的消耗和減少高濃度汞廢液的處理費用，保護環境，增加經濟效益和社會效益，適合基層檢測機構進行大批量水樣中錳含量的檢測。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

硝酸銀（分析純AR）：國營廣州市立新化工廠;硫酸汞（AR）：西隴化工股份有限公司;磷酸、過硫酸銨（AR）：廣東光華科技股份有限公司;硝酸（優級純GR）：廣州化學試劑廠;錳標準溶液：環境保護部標準樣品研究所GSB 0712652000 批號：102606，1000mg/L;錳質控樣：環境保護部標準樣品研究所GSB 0711892000 批號：202524、202525。

1.2 主要實驗儀器

雙光束紫外可見光分光光度計TU1901：北京普析通用儀器有限公司。

1.3 試驗方法

（1）錳標準儲備液（100.0mg/L）：準確移取10.00mL 1000mg/L的錳標準溶液至100mL容量瓶中，用1%硝酸定容至刻度線，混勻備用。

錳標準使用液（10.00mg/L）：吸取10.00mL錳標準貯備液，用1%硝酸定容至100mL，混勻備用。

（2）硝酸銀硫酸汞溶液：稱量150g硫酸汞溶于1200mL硝酸溶液（2+1），再加入400mL磷酸溶液和70g硝酸銀，放冷后加純水至2000mL，于棕色瓶中儲存。

（3）硝酸銀硫酸汞不同使用量的優化選擇：于4組4個250mL錐形瓶中分別加入0.00、0.50、1.00和2.00mL的錳標準使用液，加純水至約50mL，向每組標準系列瓶中各加入2.50、1.00、0.50和0.20mL硝酸銀硫酸汞溶液，煮沸至剩約30mL，取下稍冷，加入約1g過硫酸銨至各錐形瓶中，緩緩加熱至微沸，取下放置約1min后用水冷卻，分別移入50mL比色管中，用純水定容至刻度線，混勻，上機檢測，選擇最佳的硝酸銀硫酸汞使用量進行下一步驗證試驗。

（4）錳標準曲線的繪制[2]：取9個250mL錐形瓶，分別加入0.00、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50、2.00和3.00mL的錳標準使用液，加純水至約50mL，加入1.3.3優化選擇的最佳硝酸銀硫酸汞的使用量，煮沸至剩約30mL，取下稍冷，加入約1g過硫酸銨至各錐形瓶中，緩緩加熱至微沸，取下放置約1min后用水冷卻，分別移入50mL比色管中，用純水定容至刻度線，混勻，在波長530nm處用5cm比色皿以純水為參比，試劑空白校零，測量吸光度，繪制錳濃度吸光度值校準曲線（C=K1*Abs+K0）。

（5）有證標準樣品測試：使用環境保護部標準樣品研究所提供的錳質控樣GSB 0711892000（202524、202525）驗證本試驗的有效性。分別移取10.00mL質控樣于500mL和1000mL容量瓶中，用1%硝酸定容至刻度線，搖勻，準確移取稀釋后的質控樣50.00mL于錐形瓶中，按1.3.4的操作步驟測定吸光度值，通過錳標準曲線得到錳質控樣的濃度值。

2 結果與分析

2.1 硝酸銀硫酸汞不同最佳使用量的選擇

本試驗分別選擇使用量為2.50、1.00、0.50和0.20mL的硝酸銀硫酸汞溶液進行3組不同濃度的錳標準溶液的對比測試試驗，試驗結果見表21，當硝酸銀硫酸汞溶液的使用量為1.00、0.50和0.20mL時，所測出的錳標準溶液濃度與使用量為2.50mL所測出的試驗結果相差不大，相對誤差≤10%。因此，為減少高濃度汞廢液的產生，減少試劑用量和實驗成本，減少汞污染，保護環境，本文選取0.20mL作為硝酸銀硫酸汞的最佳使用量建立過硫酸銨分光光度法測定水樣中錳元素的含量，并在該實驗條件下進行水樣加標回收率、精密度和有證標準樣品測試。

2.2 錳標準曲線的繪制和檢出限的測定

當硝酸銀硫酸汞的使用量分別為2.50mL和0.20mL所繪制的錳標準曲線見圖2.1、圖2.2，兩者所建立的標準曲線上相同的標準溶液濃度的吸光度值相近，標準曲線相關系數值R2均>0.999，說明所建立的錳標準曲線相關性較好，符合實驗要求，可將硝酸銀硫酸汞使用量為0.20mL所建立的錳標準曲線進行下一步的試驗驗證。本試驗的方法報告檢出限均為005mg/L，測定方法按照GB/T 5750.32006 6.3.3.1[3]進行。

2.3 水樣加標測試和精密度試驗

運用2.2所建立的硝酸銀硫酸汞使用量為0.20mL的錳標準曲線，分別選取1個出廠水水樣和3個不同的錳標準溶液加標濃度（0.100、0.200、0.400mg/L）進行水樣加標回收試驗，實驗結果見表23，本試驗所測的出廠水水樣中錳元素含量低于檢出限（0.05mg/L），水樣加標濃度為0.100、0.200和0400mg/L所對應的

加標回收率分別為103%、102%和94.2%，試驗結果在900%～110%范圍內，符合中國環境監測總站《環境水質監測質量保證手冊》第二版的實驗要求[4]。分別取濃度為0.100 mg/L、0200 mg/L和0.400mg/L的錳標準溶液進行精密度試驗，每個濃度測定7次，該方法的精密度分別為2.85%，1.12%和066%，試驗結果≤15%，符合實驗要求[4]。

2.4 控樣測試試驗

分別對編號為GSB 0711892000，批號分別為202524、202525的由環境保護部標準樣品研究所提供的2個不同濃度的水質錳有證標準樣品（密碼質控樣）進行上機檢測驗證本試驗所建立的方法有效性，試驗結果見表24，錳質控樣批號為202524的平均測定結果為0.615mg/L，質控樣濃度范圍為0.639±0.029 mg/L（k=2）;批號為202525的錳質控樣平均測定結果為1.22mg/L，質控樣濃度范圍為1.21±0.04 mg/L，本試驗所測出的兩個錳質控樣濃度試驗結果均落在標準樣品證書范圍內，結果滿意，說明本試驗所建立的硝酸銀硫酸汞使用量為0.20mL的過硫酸銨分光光度法測定錳元素含量具有一定的方法有效性，可用于水樣中錳元素含量的測定。

3 討論

（1）本試驗所建立的硝酸銀硫酸汞溶液使用量為0.20mL的過硫酸銨分光光度法測定水樣中錳元素含量方法的標準曲線在0～0.600mg/L的濃度范圍具有良好的線性關系，水樣加標收回率在90.0%～110%范圍內，符合實驗要求;所測的兩個錳質控樣濃度試驗結果均落在標準樣品證書范圍內，結果真實可靠。

（2）本試驗所建立的過硫酸銨分光光度法測定水樣中錳含量的方法所使用的硝酸銀硫酸汞溶液的用量為0.20mL，是《生活飲用水衛生標準》GB/T 5750.62006 3.2國標中規定的硝酸銀硫酸汞使用量（2.50mL）的1/12.5，測定結果與國標方法無顯著性差異，但可以大大減少高濃度汞廢液的產生，保護環境，減少Hg污染，同時減少試劑用量和實驗成本，降低汞廢液的處理費用，具有節能、環保的特點，值得在基層實驗室推廣使用。

參考文獻：

[1]王明俠，丁恒.水中錳含量過硫酸銨分光光度測定方法的改進[J].環境與健康雜志，2012，29（10）：947.

[2]中華人民共和國國家標準，中國國家標準化管理委員會.GB/T 5750.62006.生活飲用水標準檢驗方法金屬指標[S].北京：中國標準出版社，2006：1415.

[3]中華人民共和國國家標準，中國國家標準化管理委員會.GB/T 5750.32006.生活飲用水標準檢驗方法水質分析質量控制[S].北京：中國標準出版社，2006：34.

[4]中國環境監測站《環境水質監測質量保證手冊》編寫組.環境水質監測質量保證手冊[M].北京：化學工業出版社，1994：440.