總鉛自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀測(cè)定水中總鉛含量

褚海林 李國(guó)強(qiáng) 馬 敏

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

總鉛自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀測(cè)定水中總鉛含量

褚海林1,2李國(guó)強(qiáng)2馬 敏2

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

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

meso-四（對(duì)-磺酸苯基）卟啉（TPPS4）；總鉛；自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀

鉛是對(duì)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(jìn)入體內(nèi)，對(duì)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(jìn)入腦組織而累及神經(jīng)系統(tǒng)。鉛含量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)。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(dòng)在線監(jiān)測(cè)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(gòu)買與使用。

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

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

SINOEPA3000C TPb型總鉛在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀（以下簡(jiǎn)稱總鉛監(jiān)測(cè)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(jì)（上海儀電分析儀器有限公司752N型）。

鉛、鎘、鉻、砷、鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液均購(gòu)自鋼鐵研究總院 國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心。

水樣中總鉛的火焰原子吸收法測(cè)定由有資質(zhì)的第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

標(biāo)液檢測(cè)：配制不同濃度總鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別導(dǎo)入經(jīng)校準(zhǔn)后的總鉛監(jiān)測(cè)儀中，進(jìn)行測(cè)試。計(jì)算方法依據(jù)《鉛水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀技術(shù)要求及檢測(cè)方法HJ 762-2015》。

水樣檢測(cè)：為驗(yàn)證總鉛監(jiān)測(cè)儀對(duì)實(shí)際水樣是否可行，將采集到某電源廠廢水導(dǎo)入經(jīng)校準(zhǔn)后的總鉛監(jiān)測(cè)儀中，進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)將該樣品利用火焰原子吸收法進(jìn)行測(cè)試。

1.3 總鉛監(jiān)測(cè)儀測(cè)定方法

表1 示值誤差與精密度試驗(yàn)結(jié)果

監(jiān)測(cè)儀通過計(jì)量系統(tǒng)在反應(yīng)室加入一定量標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)460nm下測(cè)定溶液吸光度，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的總鉛與吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算待測(cè)溶液中的總鉛濃度。

表2 定量下限試驗(yàn)結(jié)果

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 示值誤差與精密度

啟動(dòng)一臺(tái)總鉛監(jiān)測(cè)儀，在總鉛質(zhì)量濃度為0.20～2.00mg/L的范圍內(nèi)校準(zhǔn)后，測(cè)量0.4mg/L與1.0mg/L鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別測(cè)量6次，結(jié)果見

2.2 定量下限

儀器連續(xù)測(cè)量濃度值為檢測(cè)范圍下限的標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.20mg/L）7次，結(jié)果見表2，計(jì)算7次測(cè)定值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，所得標(biāo)準(zhǔn)偏差的10倍為儀器的定量下限（要求0.20mg/L以內(nèi)），測(cè)得值為0.051mg/L。

2.3 零點(diǎn)漂移與量程漂移

采用濃度值為檢測(cè)范圍下限值的標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.20 mg/L），以1小時(shí)為周期，連續(xù)測(cè)定24h。取前三次測(cè)定值的平均值作為初始測(cè)定值，計(jì)算后續(xù)測(cè)定值與初始測(cè)定值的最大變化幅度相對(duì)于檢測(cè)范圍上限值的相對(duì)偏差（要求±5%以內(nèi)），測(cè)得值為0.60%。采用濃度值為檢測(cè)范圍上限值80%的標(biāo)準(zhǔn)溶液（1.60 mg/L），以1小時(shí)為周期，連續(xù)測(cè)定24h。取前三表1，計(jì)算每種標(biāo)準(zhǔn)溶液6次測(cè)定值的平均值與標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的相對(duì)誤差，取兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液相對(duì)誤差值的較大值作為示值誤差（要求±5%以內(nèi)）的判定值，測(cè)得值為1.20%。計(jì)算1.0mg/L鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液6次測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，以該相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差作為精密度要求（要求5%以內(nèi)）的判定值，測(cè)得值為0.46%。次測(cè)定值的平均值作為初始測(cè)定值，計(jì)算后續(xù)測(cè)定值與初始測(cè)定值的最大變化幅度相對(duì)于檢測(cè)范圍上限值的相對(duì)偏差（要求±10%以內(nèi)），測(cè)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(biāo)準(zhǔn)溶液中，分別導(dǎo)入儀器，連續(xù)測(cè)量3次混合溶液的鉛濃度，計(jì)算3次測(cè)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(huì)造成嚴(yán)重的負(fù)干擾，為-24.8%。

2.5 水樣測(cè)試

采用總鉻監(jiān)測(cè)儀對(duì)某電源廠水樣進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)進(jìn)行火焰原子吸收法測(cè)定，并測(cè)試監(jiān)測(cè)儀方法的加標(biāo)回收率，見表5。可見，儀器方法和國(guó)標(biāo)法測(cè)得的濃度值之間沒有顯著性差異，該監(jiān)測(cè)儀方法的加標(biāo)回收率為95.0%，滿足80%～120%的要求。

表3 零點(diǎn)漂移和量程漂移試驗(yàn)結(jié)果

表4 離子干擾試驗(yàn)結(jié)果

表5 水樣測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

用總鉛監(jiān)測(cè)儀測(cè)試系列標(biāo)準(zhǔn)溶液以及實(shí)際水樣，得出以下結(jié)論：

（1）該監(jiān)測(cè)儀在0.20～2.00mg/L量程范圍內(nèi)，依據(jù)《鉛水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)儀技術(shù)要求及檢測(cè)方法HJ 762-2015》測(cè)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(diǎn)漂移0.60%，量程漂移1.15%，離子干擾-24.8%，水樣加標(biāo)回收率95.0%，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）該監(jiān)測(cè)儀應(yīng)用水溶性卟啉TPSS4為顯色劑，試劑方便采購(gòu)，配制簡(jiǎn)單，不需有機(jī)溶劑，分析過程簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，可應(yīng)用于污染源水質(zhì)自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)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。