雙波長(zhǎng)疊加分光光度法測(cè)定水中微量氰化物

吳佑瓊

(湖北省興山縣環(huán)境保護(hù)局，湖北省興山縣 443700)

天然水中一般不含氰化物(CN-)，氰化物主要來源于工業(yè)污染，氰化物進(jìn)入人體后與細(xì)胞色素氧化酶結(jié)合，使人因缺氧而迅速死亡[1]，因此氰化物是水質(zhì)監(jiān)測(cè)的毒理學(xué)指標(biāo)之一。在地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(Ⅲ類)及生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定氰化物的限量分別為0.20 mg/L[2]和0.05 mg/L[3]。對(duì)地表水和生活飲用水中微量氰化物的測(cè)定，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的方法有異煙酸- 吡唑啉酮光度法[4，5]、異煙酸-巴比妥酸光度法[5]和吡啶-巴比妥酸光度法[4]，但用異煙酸-硫代巴比妥酸雙波長(zhǎng)疊加光度法測(cè)定水中微量氰化物尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。筆者實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在弱酸性介質(zhì)中及氯胺T存在條件下，氰化物與異煙酸-硫代巴比妥酸形成一種紅-藍(lán)色染料，該染料分別在525 nm(λ1)和642 nm(λ2)各有一個(gè)吸收峰，且其吸光度Aλ1和Aλ2及其二者之和ΔA均與氰化物含量在一定的范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，在此基礎(chǔ)上經(jīng)實(shí)驗(yàn)建立了一種測(cè)定水中微量氰化物的新方法——異煙酸-硫代巴比妥酸雙波長(zhǎng)疊加光度法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

紫外可見分光光度計(jì)：TU-1810SPC型，北京普析通用儀器有限公司；

氰化物標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.10 mg/mL(準(zhǔn)確濃度用銀鹽法標(biāo)定)，臨用時(shí)用0.05 mol/L的NaOH稀釋成1.0 μg/mL；

0.05 mol/L的磷酸二氫鉀-氫氧化鈉緩沖溶液：pH 5.8；

異煙酸-硫代巴比妥酸溶液：稱取2.0 g硫代巴比妥酸和2.5 g異煙酸加入1.0 mol/L的NaOH溶液28～30 mL，攪拌，使其溶解后用純水定容至100 mL(此溶液pH值近中性)；

氯胺T溶液：10.0 g/L，用時(shí)現(xiàn)配；

NaOH溶液：0.50、0.05 mol/L；

乙酸溶液(3+97)；

酚酞指示劑：1.0 g/L；

實(shí)驗(yàn)用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為超純水(18.25 ΜΩ·cm)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

取氰化物標(biāo)準(zhǔn)溶液(1.0 μg/mL )0～5.0 mL于10 mL比色管中，加入0.05 mol/L的NaOH溶液至5 mL，加入1滴酚酞指示劑，并用乙酸溶液調(diào)至紅色剛好消失，加入緩沖溶液2.0 mL、氯胺T溶液0.20 mL，混勻，放置4 min，加入異煙酸-硫代巴比妥酸溶液2.0 mL，并加純水至刻度，混勻。以試劑空白為參比，用2 cm比色皿于525 nm處測(cè)定各管放置2～4 min時(shí)的最大吸光度Aλ1，繼續(xù)放置至35 min，同法測(cè)定各管642 nm處的吸光度Aλ2，計(jì)算ΔA(ΔA=Aλ1+Aλ2),以CN-含量對(duì)ΔA繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

(2)水樣分析

取250 mL水樣按照文獻(xiàn)[5]的方法進(jìn)行蒸餾，用5.0 mL 0.50 mol/L的NaOH溶液作吸收液，收集餾出液至50.0 mL，每次分取5.0 mL按1.2(1)操作測(cè)定吸光度ΔA，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行氰化物定量，并與異煙酸-巴比妥酸光度法[5]測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比對(duì)。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜

在實(shí)驗(yàn)條件下，CN-與異煙酸-硫代巴比妥酸形成紅-藍(lán)色染料， 該染料分別在520～530 nm 和642 nm處各有一個(gè)吸收峰，相應(yīng)試劑空白的最大吸收波長(zhǎng)位于530 nm處，見圖1。

1—試劑空白(對(duì)水); 2—CN-顯色體系(對(duì)水);3—CN-顯色體系(對(duì)試劑空白)
圖1 吸收光譜

2.2 酸度的影響及緩沖溶液的用量

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溶液pH值在4.8～7.0范圍內(nèi)時(shí)，體系有最大且穩(wěn)定的吸光度，本法選用pH 5.8的磷酸二氫鉀-氫氧化鈉緩沖液進(jìn)行試驗(yàn)，其用量在1.5～3.0 mL時(shí)體系有最大且穩(wěn)定的吸光度，因此選用磷酸二氫鉀-氫氧化鈉緩沖液用量為2.0 mL。

2.3 氰化物轉(zhuǎn)化時(shí)間及氯胺T溶液用量

在實(shí)驗(yàn)條件下，氰化物轉(zhuǎn)化成氯化氰的時(shí)間在3～6 min，10.0 g/L的氯胺T溶液用量為0.15～0.40 mL時(shí)，體系有最大且穩(wěn)定的吸光度，因此實(shí)驗(yàn)分別選用氰化物轉(zhuǎn)化時(shí)間為4 min，氯胺T溶液用量為0.20 mL。

2.4 異煙酸和硫代巴比妥酸溶液用量

異煙酸(2.5%)和硫代巴比妥酸(2.0%)溶液用量均在1.5～2.5 mL時(shí)，體系有最大穩(wěn)定的吸光度，實(shí)驗(yàn)均選用2.0 mL用量。同時(shí)將異煙酸和硫代巴比妥酸分別以2.5%和2.0%的濃度配成混合溶液一次加入2.0 mL，可使體系吸光度提高30%以上。

2.5 共存物質(zhì)的影響

2.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程

對(duì)1.2(1)中測(cè)定結(jié)果進(jìn)行線性回歸，結(jié)果表明，CN-含量在0～0.40 μg/mL范圍內(nèi)符合比耳定律，標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為：ΔA=3.547c-0.002 9，r=0.999 6，由曲線斜率法求得的表觀摩爾吸光系數(shù)

ε=4.61×104L/(mol·cm)。若以ΔA=0.02計(jì)，其檢出濃度為0.003 μg/mL。

2.7 呈色穩(wěn)定性

CN-與異煙酸-硫代巴比妥酸首先形成紅色染料，然后逐漸變成藍(lán)色，其在525 nm處的吸光度(Aλ1)先是快速上升達(dá)到穩(wěn)定最大值，然后很快下降；而在642 nm處的吸光度(Aλ2)其上升及下降的速度均較緩慢。室溫下，體系在525 nm和642 nm處的吸光度分別在2～4 min和35～50 min基本穩(wěn)定。

2.8 精密度試驗(yàn)

用本法對(duì)0.50 μg和2.00 μg CN-標(biāo)準(zhǔn)液和兩份水樣餾出液平行測(cè)定5次，其測(cè)定平均值分別為0.51、2.00 μg和48.4、22.2 μg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.8%、1.1%和2.0%、3.5%，表明方法的精密度良好。

2.9 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

取5份水樣按1.2(2)操作測(cè)定其中的氰化物含量，同時(shí)用異煙酸-巴比妥酸光度法[5]進(jìn)行方法對(duì)比，測(cè)定結(jié)果見表1。由表1可見，本法與國(guó)標(biāo)法測(cè)定結(jié)果相吻合，相對(duì)誤差不大于2.1%。

表1 比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)在弱酸性介質(zhì)中及氯胺T存在條件下，氰化物與異煙酸-硫代巴比妥酸形成一種紅-藍(lán)色染料并具有雙吸收峰的原理，建立了測(cè)定水中微量氰化物的異煙酸-硫代巴比妥酸雙波長(zhǎng)疊加光度法，該法為水樣中微量氰化物的測(cè)定提供了一種簡(jiǎn)便、靈敏的分析方法，同時(shí)擴(kuò)大了硫代巴比妥酸的應(yīng)用范圍。

[1] 陳亞妍.生活飲用水檢驗(yàn)規(guī)范注解[M].北京：科技文獻(xiàn)出版社，2001:57-58.

[2] GB 3838-2002 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] GB 5749-2006 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] GB 7487-1987 廢水監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5] GB/T 5750.5-2006 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 無(wú)機(jī)非金屬指標(biāo)[S].