本發(fā)明涉及水質(zhì)檢測,涉及一種測定水中痕量重金屬五價銻的方法,具體涉及一種基于羅丹明b-濁點萃取-石墨爐原子吸收法測定水中痕量重金屬離子五價銻-sb(v)的綠色檢測方法。
背景技術(shù):
1、銻(sb)是一種有銀色光澤的重金屬,屬于半揮發(fā)性元素,自然界中主要以硫化物礦輝銻礦(sb2s3)的形式存在。銻在工業(yè)生產(chǎn)和材料領(lǐng)域都具有很高的應(yīng)用價值,隨著銻材料價值得到開發(fā),其需求和使用量逐漸增加,然而帶來的環(huán)境污染問題也日趨嚴重。廢棄的銻材料進入水體環(huán)境后,由于其難以自然降解,銻將隨著水循環(huán)逐漸進入各種生物體內(nèi),同時生物鏈的生物放大作用會導(dǎo)致銻在人體內(nèi)富集。銻的毒性機理與砷類似,進入人體后,通過影響生物酶的活性損害心、肝、腎以及神經(jīng)系統(tǒng),尤其是心臟毒性。世界衛(wèi)生組織(who)規(guī)定飲用水中銻含量不高于5μg/l,美國規(guī)定為不高于6μg/l,日本規(guī)定水中最大允許濃度為2μg/l。我國gb3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》規(guī)定飲用水源中銻含量不高于5μg/l。我國作為最大的銻儲量國和出口國,銻污染風(fēng)險高,因此,銻在水體中的污染監(jiān)控和濃度檢測具有重要的現(xiàn)實意義。
2、水體中銻的檢測方法有很多,大致分為原子熒光光譜法(afs)、原子吸收光譜法(aas)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(icp-ms)、電化學(xué)分析法和分光光度法等。其中afs、aas、icp-ms等方法檢測精度高、檢出限低,但所用儀器價格昂貴,并且對樣品前處理要求較高。電化學(xué)分析法使用過程中要考慮共存離子的影響以及電極表面的狀態(tài)等因素,電極狀態(tài)的不確定性使該方法在連續(xù)檢測方面應(yīng)用潛力受限。但是,大多檢測方法是基于對sb(iii)的檢測,排放廢液或廢氣含大量sb(iii),其毒性遠大于sb(v),又給環(huán)境帶來一定壓力。因此開發(fā)一種安全、環(huán)保、經(jīng)濟、高效和綠色的sb(v)檢測方法具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提出一種測定水中痕量重金屬五價銻的方法,主要包括以下步驟:
2、步驟s1:絡(luò)合顯色:取待測水樣在ph值小于3環(huán)境中酸化處理,待測水樣中sb(v)經(jīng)酸化形成絡(luò)陰離子;滴加絡(luò)合劑羅丹明b溶液后,絡(luò)陰離子和羅丹明b陽離子進行絡(luò)合反應(yīng)形成疏水性絡(luò)合物顯色;
3、步驟s2:濁點萃?。航j(luò)合顯色穩(wěn)定后,加入定量濃度的非離子表面活性劑tritonx-114,在超聲輔助及恒定濁點溫度的條件下進行濁點萃?。缓愣狳c溫度高于非離子表面活性劑triton?x-114的濁點;
4、步驟s3:離心分離:待萃取穩(wěn)定一定時間后,用離心分離水相和含銻的膠束相;
5、步驟s4:aas測定:將離心得到的膠束相稀釋處理后送入石墨爐原子吸收進樣器中測定其吸光度,得到待測水樣的凈吸光度值;
6、步驟s5:sb(v)檢測:通過待測水樣的凈吸光度值代入至對已知濃度的標準溶液進行測定建立的sb(v)工作曲線,得到待測水樣中的sb(v)濃度值。
7、進一步的,步驟s1具體過程如下:
8、(a)取15ml的離心管,加入5.00ml待測水樣,待測水樣酸化處理優(yōu)選采用濃鹽酸,用移液槍準確移取加入2.00~5.00ml的濃鹽酸,優(yōu)選為3.33ml,再用去離子水定容至10ml后搖勻。此時該10ml試樣中鹽酸濃度約為3.0~5.0mol/l,優(yōu)選4.0mol/l。
9、(b)繼續(xù)在離心管內(nèi)滴加0.20ml濃度為100~300mg/l(優(yōu)選為200mg/l)的羅丹明b溶液,震蕩搖勻30s。
10、進一步的,步驟s2具體過程如下:
11、(a)震蕩結(jié)束后迅速加入2.00ml濃度為1%~3%的triton-114溶液,優(yōu)選濃度為2%,放入超聲波儀中超聲處理30s,tritonx-114溶液的質(zhì)量百分比濃度選自1%~3%之間的一濃度。
12、(b)將超聲處理后的離心管放置在溫度為30~60℃,優(yōu)選45℃的恒溫水浴裝置中加熱,平衡10~20min,優(yōu)選15min后取出;恒定濁點溫度選自30~60℃之間的一溫度值。
13、進一步的,步驟s2中,tritonx-114溶液的濃度選自1%~3%之間的一濃度;恒定濁點溫度選自30~60℃之間的一溫度值。
14、進一步的,步驟s2,恒定濁點平衡時間為10~20min;步驟s3中,離心條件是以離心機中以3500r/min的轉(zhuǎn)速離心5min至水相和膠束相完全分離,離心后在冰水中保持5min。
15、進一步的,步驟s3具體過程如下:
16、(a)將離心管放入離心機中離心至水相和膠束相完全分離后取出,在冰水中保持5min,增加膠束相的粘度便于分離,使用傾倒法將上層的水相棄去。
17、進一步的,步驟s4中,測定吸光度采用石墨爐原子吸收進樣器;石墨管采用as-1-2型銻元素?zé)?,靈敏線波長217nm,燈電流13ma,進樣體積20μl。
18、進一步的,步驟s4中,凈吸光度值是對膠束相進行檢測得到的吸光度值與空白溶液按照步驟s1、s2、s3、s4處理檢測得到的吸光度值的差值;空白溶液是去離子水。
19、進一步的,步驟s4具體過程如下:
20、(a)在下層的富表面活性劑相即膠束相中加入100μl無水乙醇稀釋其粘度后,送入石墨爐原子吸收進樣器中測定其吸光度。石墨管使用高密度石墨管,采用as-1-2型銻元素?zé)?,靈敏線波長217nm,燈電流13ma,進樣體積20μl。
21、進一步的,步驟s5中,標準溶液為六羥基銻酸鉀標準溶液。
22、進一步的,步驟s5中,sb(v)工作曲線是通過對多組已知梯度濃度的標準溶液按照步驟s1、s2、s3、s4所得到的凈吸光度值,將標準溶液sb(v)的濃度值和凈吸光度值進行線性擬合得到的。
23、進一步的,所述凈吸光度值是三個以上凈吸光度值取平均得到的平均凈吸光度值。
24、進一步的,步驟s1中,待測水樣酸化處理采用濃鹽酸,在酸性溶液中sb(v)能迅速與cl-形成[sbcl6]-絡(luò)陰離子,堿性染料羅丹明b在強極性溶劑中以rhb+-離子存在,在ph小于3時,rhb+-的羧基陰離子奪取一個質(zhì)子變?yōu)閞hb+,該離子能與[sbcl6]-形成疏水性絡(luò)合物rhb[sb(cl)6]。溶液中只有sb5+與cl-形成的絡(luò)離子能與堿性染料分子再次絡(luò)合,而其余價態(tài)的銻均不會有此類反應(yīng),利用該選擇性反應(yīng)實現(xiàn)痕量sb(v)的絡(luò)合顯色。其反應(yīng)原理如式(1)、(2)所示:
25、sb5++6cl-=[sbcl6]-???????????????????????????????????(1)
26、[sbcl6]-+rhb+=[rhb][sbcl6]????(2)
27、當(dāng)溫度高于非離子表面活性劑的濁點時,絡(luò)合物[rhb][sbcl6]會被形成的大量膠束所包裹,進而與水相分離成兩相。經(jīng)過離心操作后,sb(v)便被富集到下層富含膠束的相中,從而實現(xiàn)對sb(v)的選擇性富集和分離。將分離出的膠束相稀釋處理后,以石墨爐原子吸收法測定,并根據(jù)標準溶液測定后建立的工作曲線,即可得到待測水樣中的sb(v)濃度值。
28、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
29、(1)絡(luò)合顯色中,以羅丹明b為sb(v)的絡(luò)合劑,顯色靈敏且產(chǎn)生的絡(luò)合物穩(wěn)定性強;濁點萃取中,以表面活性劑triton?x-114為萃取劑,濁點溫度低,可高效萃取絡(luò)合物并形成膠束相(有機相),便與水相進行有效分離,二者共同保證了sb(v)的高回收率;
30、(2)濁點萃取法對痕量的重金屬離子進行富集濃縮,富集因子高,同時可有效消除待測水樣中的基體干擾,提高sb(v)的檢測精度;
31、(3)采用超聲輔助的濁點萃取法對水中絡(luò)合物進行富集濃縮和分離,可有效減少有機試劑的使用量,降低萃取過程的風(fēng)險和廢液處理成本;
32、(4)基于sb(v)進行檢測,相較于高毒性的sb(iii),sb(v)的絡(luò)合產(chǎn)物毒性低,更加安全環(huán)保。并且通過氧化可將低價態(tài)的sb全部氧化為高價態(tài)的sb(v)來測定總銻(tsb),又可測定游離銻價態(tài)分布(sb(iii)、sb(v))。