環(huán)境空氣中鉛的測(cè)定

（西部礦業(yè)集團(tuán)科技發(fā)展有限公司，青海 西寧 810007）

鉛對(duì)人體和動(dòng)物而言，是一種有毒金屬，會(huì)引發(fā)貧血癥、神經(jīng)節(jié)能失調(diào)、腎損傷等疾病。環(huán)境空氣中鉛主要來(lái)源于蓄電池、冶煉、五金、電鍍等產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中排放的廢氣。檢測(cè)難度較大，常用的檢測(cè)方法為石墨爐原子吸收光譜測(cè)定，但此項(xiàng)技術(shù)具有一定的局限性，檢測(cè)精度有限，數(shù)據(jù)真實(shí)度影響因素多，如若聯(lián)合雙硫腙分光光度測(cè)定技術(shù)可有效解決這一問(wèn)題，提升環(huán)境空氣中鉛測(cè)定的效率和精度，值得大范圍推廣應(yīng)用。

1 環(huán)境空氣中鉛測(cè)定原理分析

在pH值在8.5～11.0的堿性溶液中，環(huán)境空氣中的鉛離子會(huì)和雙硫腙鉛紅色絡(luò)合物，溶于三氯甲烷或者四氯化碳等有機(jī)溶劑中。

按照紅色深淺的比色定量不同，鉛測(cè)定方法又可分為兩種。一種是混合測(cè)定法，當(dāng)雙硫腙三氯甲烷溶液提取完成之后，在綠色雙硫腙和紅色雙硫腙鉛混合后，存在下比色定量的特性。另一種是單色測(cè)定法，當(dāng)雙硫腙三氯甲烷溶液提取完成之后，采用氰化鉀溶液清洗過(guò)剩的雙硫腙，促使三氯甲烷層能夠呈現(xiàn)出雙硫腙鉛的紅色，再進(jìn)行比色定量分析，就可以獲知環(huán)境空氣中的鉛含量。

2 環(huán)境空氣中鉛測(cè)定試驗(yàn)分析

2.1 試驗(yàn)儀器選擇

石墨爐原子吸收光譜測(cè)定和雙硫腙分光光度測(cè)定相互結(jié)合的方法，是目前環(huán)境空氣中鉛測(cè)定的主要方法，在整個(gè)測(cè)定過(guò)程中，需要用到儀器包括：采樣夾、濾料（濾料超細(xì)玻璃纖維濾紙）、高功率抽氣機(jī)、流量計(jì)（計(jì)量范圍在0ml/min～20ml/min）、分光光度計(jì)（多為10mm比色皿）。

2.2 試驗(yàn)試劑制備

石墨爐原子吸收光譜測(cè)定和雙硫腙分光光度測(cè)定相互結(jié)合的方法檢測(cè)環(huán)境空氣中鉛時(shí)，涉及到的步驟比較多，因此，試劑的種類也比較多，常用試劑包括以下幾類。

無(wú)鉛水：無(wú)鉛水在環(huán)境空氣中鉛測(cè)量的用量比較大，在本次試驗(yàn)中采用了蒸餾水用全玻璃蒸餾器制作而成。

硝酸：為保證鉛測(cè)定的準(zhǔn)確性，在本次試驗(yàn)中，采用了優(yōu)級(jí)純硝酸溶液（3+97）。

檸檬酸銨溶液：在試驗(yàn)測(cè)定中，需要用到濃度為500g/L的檸檬酸銨溶液，稱取50.0000g檸檬酸銨，然后加入適量的水進(jìn)行溶解，置于250ml的分液漏斗中，然后加入幾滴酚紅指示劑，并用氨水進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至溶液呈現(xiàn)紅色，保證pH值在8.5～11.0之間，促使溶液呈弱堿性。每次用雙硫腙三氯甲烷溶液反復(fù)提取鉛，直到雙硫腙三氯甲烷溶液呈現(xiàn)綠色不變?yōu)橹梗瑢?duì)剩余殘留的雙硫腙可用純凈的三氯甲烷進(jìn)行清洗，直到三氯甲烷層呈現(xiàn)無(wú)色為止，去除三氯甲烷層，最后加入制備好的無(wú)鉛水稀釋到100ml。

酚紅指示劑：稱取0.1g酚紅，放到小燒杯中，加入適量的無(wú)鉛水，不斷攪拌溶解之后，再倒入250ml容量瓶中，用無(wú)鉛水定容至刻度，搖勻。

氰化鉀溶液：（100g/L），10g氰化鉀（優(yōu)級(jí)純）將其融入到無(wú)鉛水中，再適量添加無(wú)鉛水，稀釋到100ml，搖勻。

三氯甲烷：在環(huán)境空氣鉛測(cè)定中，三氯甲烷的濃度為P20=1.484g/ml，在每100ml的三氯甲烷中加入1ml乙醇。

雙硫腙三氯甲烷溶液：為保證該溶液的透光度達(dá)到60%，需要提取純的三氯甲烷溶液稀釋到透光度（在波長(zhǎng)520nm下進(jìn)行測(cè)量），保證雙硫腙三氯甲烷溶液呈現(xiàn)翠綠色。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液和濾料處理

標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取1.598g硝酸鉛（優(yōu)級(jí)純，在105℃的恒溫干燥箱中烘2小時(shí)左右）于一燒杯中，加無(wú)鉛水進(jìn)行溶解，然后移入到1000ml容量瓶中，加入10ml硝酸（優(yōu)純級(jí)不小于1.46g/ml），用無(wú)鉛水稀釋至刻度，搖勻。則此溶液的鉛含量為1mg/ml，最后將此溶液用1+99硝酸稀釋100倍，配成10μg/ml鉛的標(biāo)準(zhǔn)溶液[1]。

濾料處理：濾料處理是石墨爐原子吸收光譜測(cè)定和雙硫腙分光光度測(cè)定相互結(jié)合的方法測(cè)定環(huán)境空氣中鉛含量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為保證鉛測(cè)定的精度，需要用硝酸將濾料浸洗3～5min，去除后，用無(wú)鉛水沖洗3～5遍，在室內(nèi)自然晾干備用。

在采樣時(shí)，將處理完成的濾料固定在采樣夾上，用10L/min的速度抽取150L空氣。

2.4 試驗(yàn)過(guò)程

為驗(yàn)證石墨爐原子吸收光譜測(cè)定和雙硫腙分光光度測(cè)定相互結(jié)合方法測(cè)定環(huán)境空氣中鉛的有效性和準(zhǔn)確性，需要進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，選擇未采過(guò)樣的處理過(guò)的濾料，按照樣品的處理進(jìn)行處理，作為試驗(yàn)的空白對(duì)照組[2]。

將選擇好的濾料放在小燒杯中，加入20ml硝酸溶液，放置到低溫電熱板上緩慢煮沸，持續(xù)煮沸15～20min，在煮沸過(guò)程中需不斷攪拌，20min之后進(jìn)行離心處理，處理之后轉(zhuǎn)入25ml比色管中。再用熱硝酸溶液洗滌燒杯3～5次，加入硝酸至刻度，搖勻，移取10.0ml的樣品溶液于比色管中進(jìn)行對(duì)比分析。標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的配置時(shí)，可按照表1進(jìn)行配置。

表1 鉛標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的配制表

如果在測(cè)定中，采用了混色測(cè)定法，可向6個(gè)鉛標(biāo)準(zhǔn)比色管中分別加入0.5ml檸檬酸銨溶液，滴入2滴鹽酸羥胺溶液和1滴酚紅指示劑，充分搖勻，通過(guò)氨水調(diào)節(jié)到紅色。然后再加入5ml雙硫腙三氯甲烷溶液，塞緊比色管后，振動(dòng)搖晃100次后靜置10min，去除水層，取三氯甲烷層在波長(zhǎng)520nm下，通過(guò)1cm比色皿進(jìn)行比色，再用鉛含量對(duì)吸光度進(jìn)行繪圖，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線[3]。

如果采用了單色法，則可以向雙硫腙三氯甲烷溶液中加入15ml雙硫腙洗除液，振動(dòng)搖晃30次即可，待分層之后，去除水層，取三氯甲烷層中在520nm下，用1cm比色皿進(jìn)行比色，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。

3 精密度分析

自本次試驗(yàn)中，對(duì)采集的樣品進(jìn)行了6次試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 試驗(yàn)結(jié)果分析表

空白溶液測(cè)定6次，鉛濃度分別是0.0163、0.0163、-0.01225、-0.01256、-0.01225、0.0163。 標(biāo) 準(zhǔn) 差 為1.53×10-3，用3倍空白測(cè)定標(biāo)偏差為溶液的檢出限，以采樣體積50m3進(jìn)行計(jì)算，則檢出限為9.2×10-4mg/m3。

通過(guò)上述數(shù)據(jù)可以看出，采用石墨爐原子吸收光譜測(cè)定和雙硫腙分光光度測(cè)定相互結(jié)合的方法測(cè)定環(huán)境空氣中鉛的含量，精密度比較高，達(dá)到3.11%，檢出限達(dá)到9.2mg/m3，滿足國(guó)家環(huán)境保護(hù)對(duì)環(huán)境空氣中鉛測(cè)定的要求。

加標(biāo)回收試驗(yàn)：選擇一張石英濾膜，從中間剪開(kāi)，一分為二，其中一半做空白測(cè)定，另一半滴家相應(yīng)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，通過(guò)硝酸浸泡法進(jìn)行合理處理，然后按照儀器測(cè)定條件進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)測(cè)定，樣品的回收率鉛97.1%～105.3%，回收率比較高，介質(zhì)干擾比較小。

4 環(huán)境空氣中鉛測(cè)定的注意事項(xiàng)

環(huán)境空氣中鉛測(cè)定是一項(xiàng)非常復(fù)雜，且技術(shù)含量比較高的工作，為保證測(cè)定精度，為環(huán)境空氣治理提供數(shù)據(jù)參考和支持，既要選擇合理測(cè)定技術(shù)、測(cè)定設(shè)備、測(cè)定方法等，也要加強(qiáng)各重點(diǎn)事項(xiàng)的控制工作，主要包括以下內(nèi)容。

第一，采用雙硫腙提取鉛時(shí)，要嚴(yán)格控制pH值，控制在8.5～11.0之間，否則會(huì)影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

第二，硫腙容易被氧化，很多金屬離子和氧化劑都能氧化硫腙，因此，在提純過(guò)程中，需要加強(qiáng)保存和分析，保證其具有足夠的純度和穩(wěn)定性，盡量在棕色瓶中低溫存儲(chǔ)。

第三，所選擇的各種試劑，都需要進(jìn)行提純處理，以保證測(cè)定的精度。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合理論實(shí)踐，分析了環(huán)境空氣中鉛的測(cè)定，分析結(jié)果表明，鉛污染愈發(fā)嚴(yán)峻，對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量和人身健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，需要進(jìn)行精確測(cè)定，才能為鉛污染治理提供數(shù)據(jù)支持和理論參考。采用石墨爐原子吸收光譜測(cè)定和雙硫腙分光光度測(cè)定相互結(jié)合的方法測(cè)定環(huán)境空氣中鉛的含量精度比較高，而且經(jīng)濟(jì)性顯著，值得大范圍推廣應(yīng)用。