如何更有效测定饮用水用PAC中的铁含量?
思无穷
思无穷 Lv.2
2023年07月19日 10:14:59
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导读
本文采用 火焰原子吸收光谱法 测定生活饮用水用聚氯化铝中铁含量,在248.3 nm波长下,校正标准工作曲线线性良好,相关系数 R 2 =0.999 1,空白加标样品和样品相对标准偏差为0.5%~1.2%,加标回收率为94.0%~104.9%。该方法可直接使用测定铅、镉和铬含量时制备的样品进行测试,方法简单方便,易于操作,对仪器的要求低,可满足生活饮用水用聚氯化铝中铁含量的检测要求。 该方法使用药品少,在节省检测成本的同时对环境影响小,且提高了检测工作效率。      
01      
研究背景      

     


我国含铁地下水占地下水总量的20%。随着社会及工矿业的快速发展,大量含铁等重金属及其他有毒有害物质的工矿业废水排入自然环境,导致地表水及地下水含铁量比之前更高。铁是人体内合成血红蛋白的必需元素,人体中铁的摄入主要来源于食物和水,水中铁相对于食物中铁更易被人体吸收。铁缺乏时,血红蛋白合成受阻,不能满足红细胞生成的需要,从而引起缺铁性贫血;铁过量摄入也可能造成铁中毒、糖尿病、罹患癌症以及其他疾病。因此,自来水处理过程中控制生活饮用水用聚氯化铝中铁含量尤为重要。


聚氯化铝通常以通式 Al n (OH) m Cl 3n-m 来表示。主要用于自来水和工业污水的净化、造纸、制药、制糖、精密铸造等领域。生活饮用水用聚氯化铝中铁的含量限值为0.2%,国家标准检测方法为邻菲啰啉分光光度法,检测过程复杂繁琐,使用药品种类多、用量大,且测试其他项目后需要重新制备样品,工作量大,不利于检验检测工作的开展。


火焰原子吸收光谱法原理是水中铁离子经火焰原子化后,处于基态的铁原子吸收来自铁空心阴极灯发出的248.3 nm的共振线,其吸收共振线的量与其含量成正比,在其他条件一致的情况下,与标准系列比较定量。此方法具有灵敏度高、精度高、操作方便等优势,主要应用于样品中微量及痕量组分分析。本文中采用 火焰原子吸收光谱法 测定生活饮用水用聚氯化铝中铁含量,可直接使用测定铅、镉和铬元素时制备的样品进行测试, 方法简单易于操作、药品使用少、无需重新制备样品,提高了生活饮用水用聚氯化铝中铁含量检测的工作效率。

          

02      
实验仪器与参数      

     


主要试验仪器和药品:

GGX-830原子吸收分光光度计(北京海光仪器有限公司);

X-8200T双光束紫外可见分光光度计(上海林肯仪器有限公司);

万分之一天平(岛津);

电热板(北京泰和格润);

超纯水机(石家庄泰斯特仪器设备有限公司);

液晶超声波清洗器(昆山洁力美超声仪器有限公司);

移液枪(大龙兴业实验仪器(北京)股份公司)。

硝酸,优级纯(川东化工);

盐酸,优级纯(川东化工);

L(+)-抗坏血酸,分析纯(天津科密欧);

无水乙酸钠,分析纯(成都金山);

1,10-菲啰啉,分析纯(天津科密欧);

冰醋酸,分析纯(重庆川江);

氨水,分析纯(成都金山);

铁标准储备溶液1 000 mg/L(坛墨质检);

高纯氩气;高纯乙炔;

生活饮用水用聚氯化铝样品(衡阳市建衡实业有限公司)。

· 所用玻璃器皿均放入含洗涤剂的超声波清洗仪中超声0.5 h,用纯水冲洗干净后放入20%硝酸中浸泡24 h以上,再用纯水冲洗干净使用。

· 所用纯水均为超纯水机纯化后达到18.5 MΩ·cm的超纯水。

         

仪器参数:

X-8200T双光束紫外可见分光光度计:吸收波长为510 nm,1 cm石英比色皿;

原子吸收分光光度计:铁空心阴极灯,波长为248.3 nm;狭缝宽为0.2 nm;灯电流为8 mA;负高压为345 V;空气流量为1.5 L/min,乙炔流量为1.0 L/min;空气压力为0.35 MPa,乙炔压力为0.08 MPa;位置为0.0 mm。


03      
样品制备方法      

     

       

邻菲啰啉分光光度法样品制备:


称取6.597 6 g固体试样于250 mL锥形瓶中,加纯水60 mL溶解后,称量总质量,吸取一半到另一个250 mL锥形瓶中,得到A和B溶液。在A中加1 mL 1+1(v/v)盐酸溶液,加水约40 mL,置于电加热板上微沸约15 min。冷却后,转移至250 mL容量瓶中,用纯水定容,得到测试样品母液C。移取5 mL试液C置于100 mL容量瓶中,加水至约60 mL,用 1+1(v/v)盐酸溶液调节pH值约为2(用精密pH试纸检查,pH过低可用1+2(v/v)氨水溶液调节)。加入1 mL 100g/L抗坏血酸溶液、20 mL pH值为5.5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液和5 mL 2g/L 1,10-菲啰啉溶液,用纯水定容,静置20 min,得到测试样品D。于510 nm波长处以纯水为参比,用1 cm比色皿测定溶液的吸光度。


样品D测试结果出后,根据其结果计算加标量,在B溶液中加入1~3倍质量浓度的铁标准溶液,作为加标样,按上述方法进行处理,得到加标样品E,于510 nm波长处以纯水为参比,用1 cm比色皿测定溶液的吸光度。

         

火焰原子吸收光谱法样品制备:


称取约6.602 6 g固体聚氯化铝,置于250 mL烧杯中,加纯水60 mL,溶解后吸取一半到另一个250 mL烧杯中,得到F和G溶液。F溶液加5 mL浓硝酸,盖上表面皿煮沸1 min,冷却至室温后转移至250 mL容量瓶中,用纯水定容,得到测试样品母液H;再取5 mL H于100 mL容量瓶中,加入1 mL浓硝酸,用纯水定容,得到测试样品I。同时用纯水制备空白样品。


I测出结果后,根据其结果计算加标量,向G溶液中加入1~3倍质量浓度的铁标准溶液,按火焰原吸法样品制备方法来制备加标样品,得到加标样品J(邻菲罗啉法和火焰原吸法样品溶解于纯水中均无明显不溶沉淀物,故可配制成母液均分为两份)。


04      
样品测定      

     


按照上述方法制备生活饮用水用聚氯化铝测试样品,在测定标准曲线后进行样品测定,结果如表1所示。邻菲啰啉分光光度法测定结果为0.954 mg/L,火焰原子吸收光谱法测定结果为0.981 mg/L,相对偏差1.4%,表明火焰原子吸收光谱法测定结果良好。     


         

05      
    两种方法空白加标和实际样品加标对比分析    
 


两种方法均配制空白样品加标0.5、2.5、4.5 mg/L和实际样品加标1.00 mg/L,测定结果如表2所示,邻菲啰啉分光光度法回收率在98.2%~100.2%,火焰原子吸收光谱法则为94.0%~104.9%,表明火焰原子吸收光谱法测定结果良好,且基体干扰不影响样品中铁的测试。


          

06      
研究结论      

     


· 本文用 火焰原子吸收光谱法 在波长 248.3 nm 下测定生活饮用水用聚氯化铝中铁含量,与邻菲啰啉分光光度法比较,其测定结果 相对偏差1.4% ,二者 回收率94.0%~104.9% ,表明测定结果相差不大;


· 该方法相关系数 R 2 =0.999 1,检出限为0.01 mg/L,空白和样品相对标准偏差为0.5%~1.2%,静置180 min测定结果变化不大,表明 样品稳定性好、精密度和准确度适宜、基体干扰小 ,表明该方法可满足日常检测过程中铁含量的检验检测要求。


· 与邻菲啰啉分光光度法相比, 该方法操作简便、快速、使用药品少,在节省检测成本同时对环境影响小,提高了检验检测工作效率。

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yj蓝天
2023年07月24日 08:14:56
2楼

火焰原子吸收光谱法 在波长 248.3 nm 下测定生活饮用水用聚氯化铝中铁含量,与邻菲啰啉分光光度法比较,其测定结果 相对偏差1.4% ,二者 回收率94.0%~104.9% ,表明测定结果相差不大;

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