分散液液微萃取-石墨炉原子吸收光谱法测定环境水样中的痕量镉

生态环境学报2011,20(12):1909-1911http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com基金项目：国家自然科学基金项目（20875018）作者简介：马晓国（1963年生），男，教授，主要从事分析化学方面的研究。E-mail:xgma2005@163.com收稿日期：2011-07-18分散液液微萃取-石墨炉原子吸收光谱法测定环境水样中的痕量镉马晓国，罗颂华，曾倩广东工业大学环境科学与工程学院，广东广州510006摘要：建立了分散液液微萃取分离富集-石墨炉原子吸收光谱法测定环境水样中痕量镉的新方法。以二乙基二硫代氨基甲酸钠为螯合剂、四氯化碳为萃取剂、丙酮为分散剂，详细考察了pH值、螯合剂质量分数、萃取剂体积、萃取时间等因素的影响。在优化的实验条件下，方法对水样中镉的检出限为4.2ng·L-1，线性范围是20~300ng·L-1，测定结果的相对标准偏差为3.5%，富集倍数达103。将建立的方法应用于三种实际环境水样中镉的检测，加标回收率在92%～108%范围内。本方法具有灵敏、准确、快速、环保的特点，是一种分析水样中痕量镉的较好方法。关键词：镉；水样；分散液液微萃取；石墨炉原子吸收光谱法中图分类号：X132文献标志码：A文章编号：1674-5906（2011）12-1909-03镉是蓄积性的有毒重金属元素，即便在很低的浓度水平上，也会对人体和其它生物造成危害[1]。因此，镉是环境科学中重点研究和监测的元素之一，需要发展灵敏、快捷、简便的镉分析方法。环境样品往往组成复杂，镉的含量甚低，当其浓度低于仪器检出限或样品基体干扰大时，须进行预分离富集[2,3]。分散液液微萃取法（dispersiveliquid–liquidmicroextraction,DLLME)是近年来发展起来的一种新的前处理技术[4]。它用微量萃取剂和少量分散剂加入到含分析物的水样中，形成均匀的混浊液,将分析物富集到萃取剂的细微颗粒中,离心分离后,取有机相进行色谱或光谱测定。该法具有检出限低、富集倍数高、操作简便、萃取时间短、溶剂用量少等优点，已被应用于有机污染物和重金属离子的测定中[5,6]。对环境水样中的镉离子进行萃取前，一般先在样品溶液中加入螯合剂，使其生成疏水性的螯合物。二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)易与镉形成稳定的螯合物。本文以DDTC为螯合剂、四氯化碳为萃取剂、丙酮为分散剂，采用分散液液微萃取技术富集环境水样中的镉，并以石墨炉原子吸收光谱法测定。详细考察了pH值、螯合剂质量分数、萃取剂体积、萃取时间等因素的影响，并将建立的方法应用于三种实际环境水样中镉的检测。1实验部分1.1仪器与试剂美国Varian公司AA220型石墨炉原子吸收光谱仪，热解涂层石墨管；上海手术器械厂800型离心机。盐酸、氨水为优级纯，丙酮、四氯化碳、二乙基二硫代氨基甲酸钠为分析纯。采用国家标准样品研究所的质量浓度为1000mg·L-1的镉标准贮备液，并根据需要将其逐级稀释成各种质量浓度的工作溶液。二乙基二硫代氨基甲酸钠（DDTC）储备液（1%）：称取1.00g二乙基二硫代氨基甲酸钠，溶于99mL蒸馏水中。根据需要，将其稀释成合适质量分数的溶液。1.2仪器条件石墨炉原子吸收光谱法的工作条件如下：波长：228.8nm；灯电流：9mA；光谱通带：0.5nm；背景校正：氘灯法；氩气：99.999%。干燥温度95℃，干燥时间30s；灰化温度400℃，灰化时间15s；原子化温度2000℃，原子化时间8s；净化温度2300℃，净化时间2s。1.3样品处理取5mL一定浓度的镉标准溶液或样品溶液于10mL的具塞离心管中，用1mL注射器快速注入1.00mL含25µL四氯化碳和0.03%DDTC的丙酮溶液。待离心管里形成悬浊液后，在离心机中以4000rpm转速离心2min。此时，在离心管底部形成少量的四氯化碳沉积物。用微量加样器吸取10µL沉积相，注入到石墨炉原子吸收光谱仪中进行测定。2结果与讨论2.1pH值的影响镉离子先经过螯合反应生成疏水性化合物，而后被萃取到微体积的有机相中，从而实现其富集分离的。溶液的pH值在金属螯合物的形成和萃取过程都有显著影响。不同pH值下获得的萃取相中镉1910生态环境学报第20卷第12期（2011年12月）的吸光度如图1。可见，当pH值由5升至7时，吸光度相应增加。在pH7~9的范围内，吸光度变化不大。此后，吸光度开始随pH值升高而降低。因此，pH8被选作最优酸度。2.2DDTC质量分数的影响试验了DDTC质量分数对镉萃取效果的影响。DDTC质量分数分别为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%时，对应的镉吸光度如图2所示。当DDTC质量