环境空气—铅及其无机化合物的测定—氢化发生原子吸收分光光度法

　

1 范围

氢化发生原子吸收分光光度法测定范围为0.01～0.08μg/mL；标准曲线的相关系数γ为 0.9985。若用大流量采样法，采样体积400m³，取1/16样品滤料分析，可测定浓度范围为1×10^－5～8×10^－5mg/m³，最低检出浓度为 5×10^－6mg/m³。若用小流量采样法，采样体积 2m³，取 1/2样品滤料分析，最低检出浓度为 1×10^－4mg/m³；测定下限为 2.5×10^－4mg/m³。

25μg/mL以下的Fe^3＋、Zn^2＋，10μg/mL以下的Mn^2＋，0.01μg/mL以下的 Sn^2＋对 0.04μg/mL铅的测定无干扰。

2 原理

 

空气中铅及其化合物被采集在滤料上，经高氯酸-硝酸消解，铅与硼氢化钠反应产生铅化氢，导入石英管热分解原子化器中，被分解为铅的原子蒸气，于283.3nm的特征谱线，用原子吸收分光光度法定量。

3 试剂

实验用水均为去离子水或二次全玻璃蒸馏水。

3.1 滤料：孔径0.8μm微孔滤膜或49型玻璃纤维滤纸。滤料规格随采样器而定，要求见FHZHJDQ0195第一、二节。

3.2 高氯酸：ρ₂₀＝1.67g/mL，优级纯。

3.3 硝酸：ρ₂₀＝1.42g/mL，优级纯。

3.4 盐酸：ρ₂₀＝1.19g/mL，优级纯。

3.5 （1＋9）高氯酸-硝酸溶液。

3.6 2％（体积分数）盐酸溶液。

3.7 30g/L硼氢化钠溶液：称取3g硼氢化钠（NaBH₄，优级纯）和0.5g氢氧化钠（优级纯），溶解于水中，并稀释至100mL，过滤后使用。

3.8 6g/L重铬酸钾溶液：称取0.6g重铬酸钾（K₂Cr₂O₇，优级纯），溶解于水中，并稀释至100mL。

3.9 过氧化氢：ρ_(20/40)＝l.438g/mL，优级纯，浓度不低于 30％。

3.10 标准溶液：准确称量0.5000g金属铅（99.99%）于150mL烧杯中，加入20mL硝酸溶液，加热溶解，冷却后移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1.00mL含1m g铅。贮于聚乙烯瓶中，冰箱内保存。临用时，用0.8mol/L硝酸溶液稀释成1.00mL含100μg铅的标准溶液。

4 仪器

4.1 大流量采样器、中流量采样器、小流量采样器规格、性能和使用方法、见FHZHJDQ0195第一节。

4.2 高型烧杯： 50～70mL。

4.3 微量注射器：25μL。体积刻度应校正。

4.4 自控电热消化器：可控温度范围100～250℃。

4.5 铅空心阴极灯。

4.6 原子吸收分光光度计，附氢化发生器。

5 采样

TSP和PM10采样；大流量采样法采气400m³；中流量采样法采气不少于 12m³；小流量采样法采气2m³。

以上各种采样方法可任选一种，操作步骤同FHZHJDQ0195第一、二节。

6 操作步骤

6.1 测试条件

分析时，应根据原子吸收分光光度计型号和性能，制定能分析铅的最佳测试条件。

火焰原子吸收法仪器测试条件

波长： 283.3nm；

灯电流： 3mA；

氮气流量： 0.8L/min；

空气-乙炔贫焰。

6.2 绘制标准曲线和测定校正因子

在作样品测定的同时，绘制标准曲线或测定校正因子。

6.2.1 绘制标准曲线。取6只高型烧杯，各放入一张面积大小与样品测定相同的滤料，按下表分别加入铅标准溶液。

 

火焰法标准系列

	0	1	2	3	4	5
100μg/mL Pb标准溶液V/μL	0	2.5	5	10	15	20
铅浓度/(μg/mL)	0	0.01	0.02	0.04	0.06	0.08

于各杯中加入5mL（1＋9）高氯酸-硝酸溶液，盖上表面皿，置于自控电热消化器上，加热并保持温度在185±10℃，将溶液消解蒸发至近干，取下冷却。沿瓶壁加入 5mL 2％盐酸溶液，使残渣溶解，转入25mL容量瓶中，加入0.5mL过氧化氢，再用 5mL 2％盐酸洗涤烧杯两次，合并使总体积为25mL。混匀，静置1h。

将原子吸收分光光度计调至最佳测试条件，按要求连接氢化发生装置，分别准确量取3.00mL标准系列中各浓度点的溶液于反应瓶内，加入1mL 16g/L重铬酸钾溶液，盖紧瓶塞，再加入 1mL 30g/L硼氢化钠溶液，测定标准系列各浓度点的吸光度（或峰高），每个浓度点作三次测定，得吸光度（或峰高）的平均值。以铅浓度（μg/mL）为横坐标，吸光度（或峰高）平均值为纵坐标，绘制标准曲线，并计算回归线的斜率。以斜率倒数作为样品测定的计算因子 B_S(μg/mL)或μg/(mL·mm）。

6.2.2 测定校正因子。在测定范围内，可用单点校正法求校正因子。与样品测定的同时，分别取试剂空白溶液和与样品铅浓度相接近的标准溶液，按原子吸收分光光度计的最佳测试条件，作原子吸收法测定。重复做三次，测得吸光度或峰高（mm）的平均值，由下式求校正因子：

f=Cs/(hs-ho)

式中： f ——校正因子，μg/mL或 μg/（mL·mm）；

c_S ——标准溶液浓度，μg/mL；

h_S ——标准溶液平均吸光度或峰高（mm）；

h₀ ——空白溶液平均吸光度或峰高（mm）。

6.3 样品测定

取总悬浮颗粒物（TSP）样品滤料4cm²，或取可吸入颗粒物（PM10）样品滤料的一半，放入高型烧杯中。然后，按标准曲线的绘制或测定校正因子的操作步骤和原子吸收分光光度计最佳测试条件，作原子吸收法测定。每个样品重复做三次，得吸光度或峰高（mm）的平均值。

7 结果计算

7.1 标准曲线法

C=25*(h-ho)*Bs*S1/(Vo*1000*S2)

式中： c ——空气中铅浓度，mg/m³；

25 ——制各样品溶液的体积，mL；

h ——样品溶液平均吸光度或峰高（mm）；

h₀ ——空白溶液平均吸光度或峰高（mm）；

B_s ——用标准溶液绘制标准曲线得到的计算因子，μg/mL或μg/(mL·mm)；

S₁ ——样品滤料的总过滤面积，cm²；

S₂ ——分析时所取样品滤料的过滤面积，cm²；

V₀ ——换算或标准状况下的采样体积，m³。

7.2 单点校正法

C=25(h-ho)*f*S1/VO*1000*S2

式中： f ——用单点校正法得到的校正因子，μg/mL或 μg/（mL·mm）；其他符号同上式。

8 精密度和准确度

当铅浓度为0.01、0.04、0.08μg/mL时，相对标准差分别为4.6％、2.3％、3.8％，样品0.01～0.06ug/mL加标回收率平均为94.5％。

9 参考文献

9.1 崔九思，王钦源，王汉平主编，大气污染监测方法（第二版），pp. 690~694，化学工业出版社，北京，1997

9.2 武汉市劳动卫生职业病防治院段奇翠等．氢化发生原子吸收光谱法测定车间空气中汞、砷、硒研究报告，1993

 

 

附录

铅的基本性质

铅（Pb）为银灰色质软的重金属，原子量207.19：相对密度11.35（20℃）；熔点327.4℃；沸点1620℃。常温下易溶于稀硝酸和稀醋酸中，可溶于热浓硫酸中，将铅加热至400～500℃时，即有大量铅蒸气逸出。铅蒸气在空气中可迅速氧化为氧化亚铅（Pb₂O）凝集为烟尘。进一步氧化为氧化铅（PbO）；当温度加到330～450℃时，生成的氧化铅转变为三氧化二铅（Pb₂O₃），至450～470℃时，则形成四氧化三铅（Pb₃O₄）。除氧化铅以外所有铅的氧化物在高温下都不稳定，可分解为PbO及O₂。

铅是一种蓄积性毒物，其毒性决定于在人体组织内的溶解度，氧化铅易溶于水，毒性较大，而硫化铅极难溶于水，毒性较小。另外颗粒大小也起很大作用，颗粒小者，毒性就大，反之即小，如铅的尘粒为1μm，氧化铅2～3μm，均易被吸收，发生中毒的可能性较大，而硅酸铅约20μm，发生中毒的可能性就小。铅急性中毒的表现为口内有金属味，流涎、出汗、恶心、呕吐、阵发性腹部绞痛，便秘或腹泻，头痛，血压增高，严重者抽搐，昏迷瘫痪，循环衰竭。慢性中毒主要表现神经衰弱症候群，中毒性多发性神经炎，中毒性脑病，铅线，口内金属味，便秘，腹绞痛，轻度贫血等。

铅的测定方法甚多，近几年有原子吸收分光光度法、氢化发生原子吸收分光光度法、催化极谱法、双硫腙比色法、中子活化法、电感耦合等离子体发射光谱法以及X射线荧光法等，而上述前四种方法国内应用广泛。

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