王晴萱

(遼寧省大連生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 中心分析室，遼寧 大連 116023)

0 引言

金屬對(duì)于環(huán)境和人體的危害近年來(lái)備受關(guān)注，2017年修訂的《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中重金屬鎳和鈷被列為環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中的毒理學(xué)指標(biāo).生產(chǎn)、生活活動(dòng)造成的天然水體鎳、鈷污染，可通過(guò)食物鏈濃縮、富集，對(duì)人體和生物造成傷害.

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中測(cè)定鎳和鈷的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法有多種，主要有電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、分光光度法、原子吸收法和極譜法，這些方法的適用范圍大多為地表水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水[1-10].調(diào)查發(fā)現(xiàn)，測(cè)定海水中鎳的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法有三種，但只有無(wú)火焰原子吸收分光光度法能滿足《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)鎳含量測(cè)定檢出限較低的要求[11].海水具有鹽度高、金屬含量低的特點(diǎn)，使用無(wú)火焰原子吸收法測(cè)定海水中的鎳時(shí)需要進(jìn)行有機(jī)溶劑富集萃取以達(dá)到檢出限要求，有機(jī)溶劑前處理過(guò)程繁復(fù)，萃取劑也容易造成環(huán)境的二次污染；使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定海水中的鎳時(shí)，即使配備了高鹽霧化器，海水中的高鹽分仍易在管中沉積，易造成儀器熄火，海水高鹽分還會(huì)導(dǎo)致采樣錐磨損等問(wèn)題；吸附溶出伏安法(ASV)在測(cè)定海水中痕量鎳時(shí)無(wú)需繁復(fù)的前處理，在操作和成本上極具優(yōu)勢(shì)，易于推廣.

本文采用吸附溶出伏安法測(cè)定痕量鎳和鈷，向pH值 8.0～ 9.5的氨水-氯化銨緩沖溶液中加入0.10 mL的丁二酮肟乙醇溶液(0.50 g/L)，進(jìn)行上機(jī)測(cè)試，篩選出最佳的實(shí)驗(yàn)條件.

1 預(yù)電解電位及預(yù)電解富集時(shí)間對(duì)ASV法影響實(shí)驗(yàn)

1.1 預(yù)電解電位

參考《化學(xué)試劑 陽(yáng)極溶出伏安法通則》[12]的規(guī)定，選定的預(yù)電解電位應(yīng)比待測(cè)物在該測(cè)定條件下的溶出峰電位增加0.2 V以上.Ni的溶出峰為-0.9 V左右，Co的溶出峰在-1.0 V左右，在預(yù)電解電位為-0.5 V、-0.6 V、-0.7 V三種情況下對(duì)Ni和Co含量分別為1.0 μg/L、0.5 μg/L的混合溶液進(jìn)行7次平行掃描，結(jié)果如圖1所示.

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)預(yù)電解電位為-0.6 V時(shí)，Ni和Co的電流強(qiáng)度絕對(duì)值均值均為最大，故選擇-0.6 V為實(shí)驗(yàn)的預(yù)電解電位.

1.2 預(yù)電解富集時(shí)間

參考《化學(xué)試劑 陽(yáng)極溶出伏安法通則》[12]的規(guī)定，預(yù)電解富集時(shí)間不少于1 min，不多于10 min，在測(cè)定過(guò)程中此值應(yīng)保持恒定.在預(yù)電解時(shí)間為60 s、90 s、120 s、150 s 時(shí)，對(duì)Ni和Co含量分別為1.0 μg/L、0.5 μg/L的混合溶液進(jìn)行7次平行掃描，結(jié)果如圖2所示.

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，隨著預(yù)電解富集時(shí)間增長(zhǎng)，電流強(qiáng)度絕對(duì)值逐漸增加，到達(dá)120 s后，增速變緩，綜合考慮做樣時(shí)間，選擇120 s為預(yù)電解富集時(shí)間.

2 掃描電位范圍及掃描速率對(duì)ASV法影響實(shí)驗(yàn)

2.1 掃描電位范圍

掃描電位范圍應(yīng)包括所有待測(cè)物的溶出峰.綜合多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，掃描電位在-0.8 ～-1.3 V之間時(shí)，可保證Ni和Co均能完整出峰，故選擇此電位范圍.

2.2 掃描速率

選擇了4個(gè)不同的掃描速率進(jìn)行篩選實(shí)驗(yàn).在6.6 mV/s、13.2 mV/s、26.4 mV/s、33.3 mV/s條件下對(duì)相同含量的Ni和Co混合溶液分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定最佳掃描速率，結(jié)果如表1、表2、圖3～5(見(jiàn)107頁(yè))所示.當(dāng)掃描速率為33.3 mV/s 時(shí)Ni和Co出尖峰，峰型及分離度較差；掃描速率在6.6～26.4 mV/s間，Ni和Co峰型、分離度較好，電流強(qiáng)度絕對(duì)值變大，加標(biāo)后溶液電流平均改變量也增大：因此，最終選擇26.4 mV/s為最佳實(shí)驗(yàn)條件.

表1 不同掃描速率下Ni的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 單位：A

表2 不同掃描速率下Co的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 單位：A

3 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解了預(yù)電解電位、預(yù)電解富集時(shí)間、掃描電位范圍和掃描速率對(duì)吸附溶出伏安法測(cè)定鎳和鈷的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最佳實(shí)驗(yàn)條件：預(yù)電解電位為-0.6 V，預(yù)電解富集時(shí)間為120 s，掃描電位在-0.8～-1.3 V之間，掃描速率為26.4 mV/s.建議采用吸附溶出伏安法測(cè)定鎳和鈷時(shí)，使用此實(shí)驗(yàn)條件.