郭子英 彭 吉 樊月琴 楊彩虹

(1.大同大學(xué)化工學(xué)院，大同 037009; 2.大同質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督測(cè)試所，大同 037008)

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們開始更多地關(guān)注自身健康，生命科學(xué)已經(jīng)成為當(dāng)今最活躍的研究領(lǐng)域之一。鉛是一種污染重金屬，它對(duì)機(jī)體的毒性作用越來越被人們所關(guān)注。鉛通過皮膚、消化道、呼吸道進(jìn)入體內(nèi)多種器官，對(duì)神經(jīng)、血液、消化、心腦血管、泌尿等多個(gè)系統(tǒng)造成損害，嚴(yán)重影響體內(nèi)的新陳代謝，阻塞金屬離子代謝通道而造成低鈣、低鋅、低鐵，并導(dǎo)致補(bǔ)充困難，出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)病癥、代謝障礙[1]。因此，重金屬鉛含量的測(cè)定是這一領(lǐng)域的熱門課題。選擇一種能夠準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、快速地分析測(cè)定鉛含量的方法對(duì)于人類的健康具有十分重要的意義。電位溶出法由于儀器簡(jiǎn)單、靈敏度高、分析成本低而成為推薦方法之一[2-5]。筆者用鉍膜電極差分脈沖溶出伏安法對(duì)蘋果和梨中的鉛含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果令人滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

電化學(xué)分析儀：LK2006型，天津市蘭立科化學(xué)電子高技術(shù)有限公司；

玻碳電極：BT型，江蘇江分電分析儀器有限公司；

pH計(jì)：pHSJ-4A型，上海精密科學(xué)儀器有限公司；

高速萬能粉碎機(jī)：FW-100型，北京市永光明醫(yī)療儀器廠；

磁力加熱攪拌器：79-1型，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；

電子分析天平：FA1104型，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；

鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000 μg/mL，介質(zhì)10%HNO3，國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究學(xué)院；

鉛標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：準(zhǔn)確移取100 μL鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，定容至250 mL，用時(shí)適當(dāng)稀釋；

鉍溶液：100 mg/L，準(zhǔn)確稱取0.0250 g Bi(NO3)3,溶于水，定容至250 mL,用時(shí)適當(dāng)稀釋；

HAc-NaAc緩沖溶液(pH 4.7)：取無水NaAc 20.75 g, 溶于水，加冰乙酸(HAc)15 mL,定容至250 mL；

HCl溶液：0.07 mol/L，取0.6 mol/L濃HCl，稀釋至100 mL；

實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純；

實(shí)驗(yàn)用水均為二次蒸餾水。

1.2 蘋果和梨樣品溶液的制備

取蘋果和梨各1個(gè)，去皮、去核后，用微波爐烘干，用高速萬能粉碎機(jī)磨成粉末，準(zhǔn)確稱取1.000 1 g蘋果皮、1.000 5 g蘋果肉、1.000 9 g梨皮和0.999 3 g梨肉，分別置于250 mL消化容器(燒杯)中，加入HClO4-HNO3混合液(體積比為1∶3)置于電熱套上加熱消化，至消化液呈淡黃色或無色，稍冷加入20 mL水再繼續(xù)加熱趕酸，至消解液0.5 mL止，冷卻后用水定容至50 mL容量瓶中，待測(cè)。

1.3 儀器優(yōu)化參數(shù)

富集電位：-1 400 mV；富集時(shí)間：180 s；靜止時(shí)間：4 s；脈沖幅度：50 mV；脈沖寬度：0.04 s；脈沖周期：0.01 s；休止電位：4 mV，休止時(shí)間：2 s；起始電位：-1 000 mV；終止電位：-400 mV。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

在1.3儀器優(yōu)化的條件下，準(zhǔn)確移取1.00 mL蘋果(梨)樣品溶液加9.00 mL水、10.00 mL 0.5 mg/L Bi3+溶液，用HAc-NaAc 調(diào)節(jié)至pH 4.91，用適量水定容于50 mL容量瓶中，搖勻，測(cè)定溶液的溶出峰電流值。

2 結(jié)果與討論

2.1 富集電位

當(dāng)富集電位為-1 500～-1 100 mV時(shí)，隨著電位正移，溶液的峰電流值略有下降；當(dāng)富集電位為-1 400 mV時(shí)，溶液的峰電流值最大，因此實(shí)驗(yàn)選擇富集電位為-1 400 mV。

2.2 富集時(shí)間

陽極峰電流值隨著富集時(shí)間的延長(zhǎng)，Pb2+還原趨于完全，溶液的峰電流值增大；當(dāng)富集180 s后，峰電流變化逐漸緩慢。實(shí)驗(yàn)選擇富集時(shí)間為180 s。

2.3 鉍濃度的影響

隨著鉍濃度的增加，電流上升，但當(dāng)鉍濃度大于一定值時(shí)，峰電流開始下降，原因是鉍濃度過大，鍍鉍膜厚度相應(yīng)增加，從而不利于配合物在鉍膜中擴(kuò)散氧化。實(shí)驗(yàn)選擇鉍濃度為0.5 mg/L。

2.4 pH值的影響

在溶液中分別加入不同濃度的鹽酸進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，當(dāng)pH值為 4.91時(shí)溶液的峰電流值最大且峰形好。實(shí)驗(yàn)選擇pH 4.91的溶液。

2.5 支持電解質(zhì)的影響

通過一系列試驗(yàn)，研究了Pb2+在濃度均為1 mol/L 的KCl、HCl、KSCN、HAc-NaAc溶液中的溶出行為。發(fā)現(xiàn)在HAc-NaAc緩沖溶液體系中Pb2+的溶出峰電流高，且背景電流小。

2.6 干擾離子試驗(yàn)

對(duì)于濃度為2.0×10-4g/L的Pb2+溶液，相對(duì)誤差為±10%時(shí)，研究了不同濃度的多種離子對(duì)測(cè)定的影響。100倍的Zn2+、60倍Mn2+、8倍 Fe3+、10倍Cu2+、5倍Co2+對(duì)實(shí)驗(yàn)無干擾。

2.7 線性方程、檢出限及電極的重現(xiàn)性

將鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定。鉛離子濃度在8.7×10-3～0.1 g/L范圍內(nèi)與峰電流線性關(guān)系良好，線性方程為I=6.364c+0.637，相關(guān)系數(shù)r=0.995 8，鉛離子的檢出限為8.4×10-8g/L。配制1.0×10-4g/L的Pb2+溶液，用同一支電極(測(cè)定后僅做清洗)對(duì)鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液平行測(cè)定13次，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.75%，說明電極的重現(xiàn)性較好。

2.8 回收試驗(yàn)

在最優(yōu)化的條件下，按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定蘋果樣品溶液，并進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表1。

2.9 樣品測(cè)定

在最優(yōu)化的條件下，按照實(shí)驗(yàn)方法對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果列于表2。由表2可見，由于環(huán)境的污染，蘋果皮和梨皮中的鉛含量均高于蘋果肉和梨肉，所以在日常生活中吃蘋果和梨時(shí)應(yīng)削皮。

表1 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果(n=3)

表2 樣品測(cè)定結(jié)果(n=3)

3 結(jié)語

采用電位溶出法,用鉍膜電極代替汞膜電極對(duì)測(cè)定痕量重金屬鉛進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該法簡(jiǎn)單快速，準(zhǔn)確度和精密度均符合要求。鉍膜電極具有無毒、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，這些都使它作為分析微量元素的首選方法。因此在日常分析中用鉍膜電極代替汞膜電極，有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

[1] 荊補(bǔ)琴,王尚芝.化妝品中鉛的測(cè)定方法研究進(jìn)展[J].化學(xué)分析計(jì)量,2008,17(2):77-79.

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[4] 王志華,盧小泉,耿再新,等.2,4,6-三(3,5-二甲基吡唑)-1,3,5-三嗪碳糊修飾電極陽極溶出伏安法測(cè)定鉛[J].西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)報(bào)),2001,37(1):60-63.

[5] Lei Xiao, Gregory G Wildgoose, Richard G Compton. Sensitive electrochemical detection of arsenic (III) using gold nanoparticle modified carbon nanotubes via anodic stripping voltammetry [J].Analytica Chimica Acta, 2008, 620(2): 44-49.