水質(zhì)對(duì)于人體的健康至關(guān)重要，水質(zhì)監(jiān)測(cè)在很多國(guó)家的環(huán)境保護(hù)組織與政府機(jī)構(gòu)中都是非常重要的內(nèi)容。目前，火焰原子吸收法已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中多種金屬元素的測(cè)定方面。但是根據(jù)目前的結(jié)果來(lái)看，常規(guī)的火焰原子吸收光譜法的靈敏度還不能較好地滿足水質(zhì)監(jiān)測(cè)的要求，需要進(jìn)一步提高其測(cè)定精度。常規(guī)的火焰原子吸收光譜法只能測(cè)定ug/mL級(jí)別的金屬元素，但是通過(guò)螯合萃取法的火焰原子吸收光譜法則能夠測(cè)定到ug/L級(jí)。根據(jù)相關(guān)資料，螯合萃取法的火焰原子吸收光譜法測(cè)定水中金屬元素的研究已經(jīng)有所展開(kāi)，但是由于其中的大多數(shù)方法是直接進(jìn)樣，需要較大的進(jìn)樣量與富集大量的樣品。通過(guò)螯合萃取法的火焰原子吸收光譜法則相對(duì)于傳統(tǒng)的火焰原子吸收光譜法可以節(jié)省大量的時(shí)間與精力。本文提出的方法能夠?yàn)樗|(zhì)監(jiān)測(cè)中銅、鎘、鋅的測(cè)定提供新途徑。 　　1 測(cè)定原理 　　在一定的pH條件下，水中的銅、鎘、鋅與DDTC可以螯合成比較穩(wěn)定的化合物，將生成的金屬螯合物通過(guò)二異丁酮進(jìn)行萃取，其中二異丁酮萃取物的密度為0.9381g/cm3，并且由于二異丁酮在水中的溶解度非常小，在20℃100g水中的溶解度僅僅為0.05g，由于有機(jī)相可以與水在較短的時(shí)間內(nèi)分離開(kāi)，各種元素能夠達(dá)到較高的濃度。水樣中的銅、鎘、鋅則能夠被萃取出來(lái)，各種元素的測(cè)定就變?yōu)榱嗽谟袡C(jī)相中的測(cè)定。而有機(jī)相中的各類元素能夠通過(guò)霧化器在乙炔-空氣的火焰中吸收大量的能量，從而轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子?；鶓B(tài)原子可以吸收該元素的空心陰極燈所提供的特征譜線的光源能量，基態(tài)原子吸收能量的大小與二異丁酮萃取物中不同元素的含量具有密切的關(guān)系。而二異丁酮中所萃取的元素來(lái)自于水樣中，只要計(jì)算出水樣與有機(jī)相之間的體積關(guān)系，就能夠測(cè)定出水樣中所含各類元素的濃度。本文中首先測(cè)定出有機(jī)相中銅、鎘、鋅的吸光值，然后利用標(biāo)準(zhǔn)工作曲線將有機(jī)相中銅、鎘、鋅的含量計(jì)算出來(lái)，通過(guò)水樣與有機(jī)相之間的體積關(guān)系求出水樣中銅、鎘、鋅的濃度。 　　2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 　　本文實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備有日立Z-5000型原子吸收分光光度計(jì)以及空心陰極燈，電動(dòng)振蕩器，超聲波清洗器。 　　本文實(shí)驗(yàn)中所使用的采集水樣的聚乙烯塑料瓶與實(shí)驗(yàn)中使用的玻璃器皿都經(jīng)過(guò)了洗滌劑的清洗，并在硝酸溶液中浸泡后，反復(fù)沖洗后，再用去離子水潤(rùn)洗2～3次。 　　3 實(shí)驗(yàn)條件 　?。?）原子化條件。二異丁酮在空氣-乙炔火焰中主要表現(xiàn)為助燃的性質(zhì)。根據(jù)本文實(shí)驗(yàn)表明，二異丁酮能夠使火焰燃燒更加穩(wěn)定，有助于有機(jī)相中各種元素的測(cè)定。事實(shí)上，乙炔與空氣在總流量中的比例對(duì)于銅、鎘、鋅等元素的測(cè)量不會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，最佳的實(shí)驗(yàn)條件為乙炔流量為每分鐘2L，空氣流量為每分鐘11L，燃燒頭的高度為刻度顯示的2.5mm。 　?。?）pH值對(duì)于金屬螯合與萃取的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，水質(zhì)的pH值對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有非常大的影響，不同的pH值能夠使銅、鎘、鋅的濃度出現(xiàn)較大變化。其中pH值越低，萃取的效果則越好。如果水樣中的pH值過(guò)高會(huì)引起金屬離子的水解，而且pH值較高會(huì)使萃取的反應(yīng)變差，其中主要表現(xiàn)為各種金屬元素的吸收下降。根據(jù)本文實(shí)現(xiàn)顯示，pH值的最優(yōu)值為2.0，在這一pH值下，金屬的螯合與萃取均得到了較好的效果。根據(jù)以上所述，可以看出為了滿足實(shí)驗(yàn)中靈敏度的要求，并且精確度得到一定的保證，應(yīng)該將水樣的pH值嚴(yán)格地進(jìn)行控制。本文實(shí)驗(yàn)中水樣的pH值與制作標(biāo)準(zhǔn)工作曲線時(shí)所使用試液的pH值相同。 　?。?）振蕩時(shí)間。為了有機(jī)相與水樣的充分接觸，從而取得較好的萃取效果。本文認(rèn)為應(yīng)該保證一定的振蕩時(shí)間。在考慮到有機(jī)相與水樣可能出現(xiàn)兩相乳化的現(xiàn)象，振蕩時(shí)間則不能太長(zhǎng)。所以振蕩時(shí)間的選取與各類金屬元素的檢測(cè)具有較為密切的關(guān)系。本文中將振蕩時(shí)間選擇為12分鐘。在振蕩結(jié)束后，為了保證兩相的分離需要靜置樣品一段時(shí)間，只有等兩相的分界線較為清晰的出現(xiàn)后，才能保證兩相的徹底分開(kāi)。 　　試樣中其他成分的影響。一般而言江河、湖水、水庫(kù)與地下水的水樣中存在各種干擾離子。但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這些元素對(duì)于銅、鎘、鋅等元素的檢驗(yàn)并不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。這是因?yàn)榇蟛糠指蓴_離子對(duì)于銅、鎘、鋅的萃取結(jié)果影響比較小，但是需要注意的是當(dāng)鈣的濃度高于1000mg/L的情況下，會(huì)對(duì)鎘的萃取產(chǎn)生影響，所以針對(duì)高鈣化度水樣測(cè)定的時(shí)候，應(yīng)該減少濃縮倍數(shù)。當(dāng)硅與鐵的含量超過(guò)100mg/L的時(shí)候，對(duì)鋅的萃取會(huì)產(chǎn)生影響，為了保證鋅的萃取可以通過(guò)氫氟酸進(jìn)行處理。 　　4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 　　本文對(duì)某河流水樣中銅、鎘、鋅元素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。取100mL水樣進(jìn)行萃取操作，使有機(jī)相的吸收滿足銅、鎘、鋅的吸收條件。其中調(diào)pH值在2.35～2.39之間。使用了1%的銅試劑10mL，二異丁酮2mL。測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差及加標(biāo)回收率均符合實(shí)驗(yàn)室國(guó)家計(jì)量認(rèn)證的技術(shù)要求。測(cè)定及計(jì)算結(jié)果列于表1。 　　本文實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，本方法測(cè)定銅、鎘、鋅元素的靈敏度比直接測(cè)量法有了較大的提高，平均達(dá)到了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。其中能夠測(cè)定每升水樣中銅元素的含量達(dá)到了0.16ug、鎘達(dá)到了0.06ug、鋅達(dá)到了0.74ug。 　　事實(shí)上通過(guò)銅試劑與二異丁酮螯合萃取水樣中的銅、鎘、鋅元素，可以將在水樣中銅、鎘、鋅元素的測(cè)定轉(zhuǎn)化為有機(jī)相中測(cè)量的方法。通過(guò)銅試劑與二異丁酮螯合萃取的方法使銅、鎘、鋅元素測(cè)定的靈敏度與精確度達(dá)到要求，其中測(cè)定誤差小于5%，工作曲線的相關(guān)系數(shù)大于0.999。本實(shí)驗(yàn)提供的方法比較可靠，具有操作簡(jiǎn)單，測(cè)定速度較快的特點(diǎn)，在滿足pH值要求的情況下，可以滿足水樣中銅、鎘、鋅等元素的測(cè)量。