分享：浊点萃取石墨炉原子吸收光谱法 测定环境水样中痕量铜

霍燕燕，陈家乐，杜宇凤，韩　权，杨晓慧

（西安文理学院化学工程学院，西安７１００６５）

摘　要：以５（５碘２吡啶偶氮）２，４二氨基甲苯（５ＩＰＡＤＡＴ）为络合剂，以聚乙二醇辛基苯基

醚（ＴｒｉｔｏｎＸ１１４）为萃取剂，采用石墨炉原子吸收光谱法测定环境水样中痕量铜。优化的试验条件如下：① 乙酸乙酸钠缓冲溶液的ｐＨ 为５．３；②１．０×１０－３ｍｏｌ·Ｌ－１５ＩＰＡＤＡＴ溶液的用量为

０．２５ｍＬ；③１０ｇ·Ｌ－１ＴｒｉｔｏｎＸ１１４溶液的用量为１．０ｍＬ；④ 水浴加热时间为１５ｍｉｎ；⑤ 水浴加热温度为６０ ℃；⑥ ０．１ ｍｏｌ·Ｌ－１硝酸甲醇溶液的用量为７０μＬ。铜的质量浓度在１．０～

１４μｇ·Ｌ－１内与其对应的吸光度呈线性关系，检出限（３狊／犽）为０．２１６μｇ·Ｌ－１。方法用于２种环

境水样的分析，加标回收率为１０２％，１００％，测定值的相对标准偏差（狀＝６）为４．５％，４．３％。

关键词：石墨炉原子吸收光谱法；铜；浊点萃取；环境水样

中图分类号：Ｏ６５７．３１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１４０２０（２０１７）０８０８９００４

Abstract：ＧＦＡＡＳｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｒａｃｅａｍｏｕｎｔｏｆｃｏｐｐｅｒｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈ５（５ｉｏｄｉｎｅ２ｐｙｒｉｄｙｌａｚｏ）２，４ｄｉａｍｉｎｏｔｏｌｕｅｎｅ （５ＩＰＡＤＡＴ）ａｓｃｏｍｐｌｅｘｉｎｇａｇｅｎｔａｎｄ狆ｏｃｔｙｌｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌｐｈｅｎｙｌｅｔｈｅｒ（ＴｒｉｔｏｎＸ１１４）ａｓｅｘｔｒａｃｔｉｎｇａｇｅｎｔ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｕｎｄｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：① ｐＨｏｆｂｕｆｆｅｒｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆａｃｅｔｉｃａｃｉｄａｎｄｓｏｄｉｕｍａｃｅｔａｔｅ：５．３；② ａｍｏｕｎｔｏｆ１．０×１０－３ｍｏｌ·Ｌ－１５ＩＰＡＤＡＴｓｏｌｕｔｉｏｎ：０．２５ｍＬ；③ａｍｏｕｎｔｏｆ１０ｇ·Ｌ－１ ＴｒｉｔｏｎＸ１１４ｓｏｌｕｔｉｏｎ：１．０ｍＬ；④ ｗａｔｅｒｂａｔｈｈｅａｔｉｎｇｔｉｍｅ：１５ｍｉｎ；⑤ ｗａｔｅｒｂａｔｈｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：６０℃；⑥ａｍｏｕｎｔｏｆ０．１ｍｏｌ·Ｌ－１ ＨＮＯ３ｍｅｔｈａｎｏｌｓｏｌｕｔｉｏｎ：７０μＬ．Ｌｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｖａｌｕｅｓｏｆａｂｓｏｒｂａｎｃｅａｎｄｍａｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｃｏｐｐｅｒｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ１．０－１４μｇ·Ｌ－１，ｗｉｔｈｄｅｔｅｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔ（３s／k）ｏｆ０．２１６μｇ·Ｌ－１．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆ２ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｗａｔｅｒ

ｓａｍｐｌｅｓ，ｇｉｖｉｎｇｖａｌｕｅｓｏｆｒｅｃｏｖｅｒｙｏｆ１０２％，１００％，ａｎｄｖａｌｕｅｓｏｆＲＳＤ′ｓ（n＝６）ｏｆ４．５％，４．３％．

Keywords：ＧＦＡＡＳ；ｃｏｐｐｅｒ；ｃｌｏｕｄｐｏｉｎｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅ

铜广泛存在于环境和生物体中，它是人体必需的微量元素之一，对于维持人的生命活动发挥着重要作用，铜的缺乏或摄入过量均可造成多种疾病。水是人体摄取微量元素的最主要来源，世界卫生组织规定饮用水中 Ｃｕ（Ⅱ）的限阈值为 ２．０ ｍｇ·Ｌ－１［１］。因此，环境水样中铜含量的检测和控制具有重要的现实意义。铜在水中为痕量水平，分析时需要将样品预先富集后再测定。浊点萃取是一种新型的液液环保萃取技术，具有萃取效率高、富集倍数高、有机溶剂用量小、操作简便等优点，目前被广泛应用于基质复杂样品的前处理［２３］。目前铜的测定主要有浊点萃取

火焰原子吸收光谱法［４６］、浊点萃取电热原子吸收光谱法［７］、浊点萃取分光光度法［８９］、荧光探针法［１０］等。本工作以自行合成的５（５碘２吡啶偶氮）２，４二氨基甲苯（５ＩＰＡＤＡＴ）为络合剂，表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚（ＴｒｉｔｏｎＸ１１４）为萃取剂，采用浊点萃取富集样品中的铜，并与石墨炉原子吸收光谱法联用，建立了测定环境水样中铜的新方法。

酸钠 缓 冲 溶 液 ２．０ ｍＬ，１．０×１０－３ ｍｏｌ·Ｌ－１５ＩＰＡＤＡＴ溶液０．２５ｍＬ，１０ｇ·Ｌ－１ ＴｒｉｔｏｎＸ１１４溶液１．０ｍＬ，用水稀释至１０ｍＬ。置于６０℃恒温水浴锅中加热１５ｍｉｎ后，趁热立即以３５００ｒ·ｍｉｎ－１转速离心５ｍｉｎ使两相分离，再置于冰水浴中１０ｍｉｎ，使表面活性剂相变成黏滞的液相后倾去上层水相，保留底部富集相，放入沸水浴中蒸干。待其冷却至室温后，加入０．１ｍｏｌ·Ｌ－１硝酸甲醇溶液７０μＬ溶解，每个样品进样３次，按仪器工作条件进行测定。

１ 试验部分

１．１ 仪器与试剂

ＴＡＳ=９９０型原子吸收分光光度计（自吸扣背景，铜空心阴极灯）；ＰＢ１０型酸度计；ＴＤ４Ｚ型离心机；ＭｉｌｌｉＱ型离子交换纯水器。Ｃｕ（Ⅱ）标准储备溶液：１．０００ｇ·Ｌ－１，将金属铜（光谱纯）１．０００ｇ加热溶解于硝酸（１＋１）溶液３０ｍＬ中，冷却后用水稀释至１Ｌ。５ＩＰＡＤＡＴ溶液：１．０×１０－３ｍｏｌ·Ｌ－１，以乙醇为介质。

ＴｒｉｔｏｎＸ１１４溶液：１０ｇ·Ｌ－１。ｐＨ ５．３ 的 乙 酸乙 酸 钠 缓 冲 溶 液：将０．２５ｍｏｌ·Ｌ－１乙酸溶液用０．２５ｍｏｌ·Ｌ－１乙酸钠溶液在酸度计上调节制得。硝酸甲醇溶液：０．１ｍｏｌ·Ｌ－１，将０．２ｍｏｌ·Ｌ－１硝酸溶液与甲醇等体积混合。所用试剂均为分析纯，试验用水为去离子水。

１．２ 仪器工作条件

分析波长３２４．７ｎｍ，灯电流３．０ｍＡ，光谱通带宽度０．２ｎｍ，氩气压力０．５ＭＰａ，滤波系数０．１０，进样体积１０μＬ。石墨炉升温程序见表１。

１．３ 试验方法

    在１０ｍＬ尖底离心试管中依次加入５０μｇ·Ｌ－１的Ｃｕ（Ⅱ）标准溶液１．０ｍＬ，ｐＨ５．３的乙酸乙由图１可知：随５ＩＰＡＤＡＴ溶液用量的增加，溶液的吸光度逐渐增加；５ＩＰＡＤＡＴ 溶液用量为０．２～０．３ｍＬ时，溶液的吸光度比较稳定；５-Ｉ-ＰＡ-ＤＡＴ溶液的用量超过０．３ｍＬ时，溶液的吸光度逐渐减小，这是由于乙醇的增溶以及５ＩＰＡＤＡＴ 的疏水作用使富集相中Ｃｕ（Ⅱ）的含量减小，使最终测量的吸光度也变小。试验选择１．０×１０－３ｍｏｌ·Ｌ－１５ＩＰＡＤＡＴ溶液的用量为０．２５ｍＬ。

２．１．３ ＴｒｉｔｏｎＸ-１１４溶液的用量

    试验考察了１０ｇ·Ｌ－１ ＴｒｉｔｏｎＸ-１１４溶液的用量依次为０．４，０．６，０．８，０．９，１．０，１．１，１．２，１．３，１．４ｍＬ时对测定的影响。结果表明：随 ＴｒｉｔｏｎＸ-１１４溶液用量的增加，溶液的吸光度逐渐增加；ＴｒｉｔｏｎＸ-１１４溶液的用量为０．９～１．３ｍＬ时，溶液的吸光度稳定且达到最高；继续增大 ＴｒｉｔｏｎＸ１１４溶液的用量，溶液的吸光度逐渐减小。当 ＴｒｉｔｏｎＸ-１１４溶液的用量较小时，Ｃｕ（Ⅱ）未能完全萃取；当ＴｒｉｔｏｎＸ-１１４溶液的用量较大时，富集相中萃取剂含量变高，稀释时溶液黏度变大，降低了Ｃｕ（Ⅱ）的含量。试验选择１０ｇ·Ｌ－１ ＴｒｉｔｏｎＸ１１４溶液的用量为１．０ｍＬ。

２．１．４ 水浴加热时间

    由于萃取剂是低浊点的非离子表面活性剂ＴｒｉｔｏｎＸ-１１４，通过加热可以使反应能够快速有效

进行，节省反应时间。试验考察了在６０℃水浴下，加热时间依次为５，１０，１１．５，１２．５，１５，１７．５，１８．５，２０ｍｉｎ时对测定的影响。结果表明：随水浴加热时间的增加，吸光度逐渐增加；水浴加热时间为１３～１９ｍｉｎ时，吸光度稳定且达到最大。试验选择水浴加热时间为１５ｍｉｎ。

２．１．５ 水浴加热温度

    萃取剂 ＴｒｉｔｏｎＸ１１４的浊点温度只有２３ ℃，故采用水浴加热。试验考察了水浴加热温度为４０～８０℃时对测定的影响。结果表明：随水浴温度的升高，吸光度逐渐增加；水浴温度达到６０℃时，吸光度达到最大；当水浴温度超过６０℃时，吸光度逐渐减小。试验选择水浴加热温度为６０℃。

２．１．６ 硝酸甲醇溶液的用量

    甲醇能促使溶液在石墨管壁上分散均匀，有利于测定结果的稳定性，故富集相蒸干后，用硝酸甲醇溶液即稀释剂进行溶解。稀释剂的用量决定了溶液的黏度，稀释剂太多会使测定信号降低，稀释剂太少会使溶液黏度变大，测定信号不稳定。试验考察了０．１ ｍｏｌ·Ｌ－１ 硝酸甲醇溶液的用量为 ３０～１００μＬ时对测定的影响。结果表明：在硝酸甲醇溶液用量过少的情况下，吸光度很小。随硝酸甲醇溶液用量的增加，吸光度逐渐增加；硝酸甲醇溶液的

用量为５０μＬ时，吸光度达到最大，但是由于溶液的黏度稍大，测定结果不稳定；继续增加硝酸甲醇溶液的用量达到７０μＬ时，测定结果比较稳定；再继续增加硝酸甲醇溶液的用量，溶液中 Ｃｕ（Ⅱ）的含量越来越低，吸光度快速降低。试验选择０．１ｍｏｌ·Ｌ－１硝酸甲醇溶液的用量为７０μＬ。

２．２ 干扰试验

    试验以５０μｇ·Ｌ－１的Ｃｕ（Ⅱ）标准溶液１．０ｍＬ为基底进行浊点萃取，考察了常见离子对Ｃｕ（Ⅱ）浊点萃取效率的影响，当相对误差在±５％时，以下离子的最 大 允 许 量 为：１．２５×１０５ｎｇ 的 Ｎａ＋ 、Ｋ＋ 、Ｍｇ２＋ 、Ｓｒ２＋ 、Ａｕ＋ 、Ｌａ３＋ 、Ｃｌ－ 、ＮＯ３－ 、Ｌｉ＋ 、Ｂａ２＋ 、Ｚｎ２＋；１．００×１０５ｎｇ 的 Ｃａ２＋ 、Ｃｄ２＋ 、Ｐｂ２＋ 、ＳＯ４２－ ；７．５×１０４ｎｇ的 Ｚｒ４＋；５．０×１０４ｎｇ 的 Ｆｅ３＋ 、Ａｌ３＋ 、Ｎｉ２＋；２．５×１０４ｎｇ的Ｉｒ３＋ 、Ａｓ５＋ 、Ｐｔ２＋ 、Ｍｏ６＋ 、Ｃｅ４＋；１．５×１０４ｎｇ的 Ｃｒ３＋ 、Ｒｈ３＋ 、Ｍｎ２＋ 、Ｖ５＋ 、Ａｇ＋；５×１０３ｎｇ的 Ｐｄ２＋ 、Ｃｏ２＋ 、Ｂｉ３＋ Ｈｇ２＋；２．５×１０３ｎｇ的Ｗ６＋ 。

２．３ 标准曲线和检出限

    按试验方法对Ｃｕ（Ⅱ）标准溶液系列进行测定，并绘制标准曲线。结果表明：Ｃｕ（Ⅱ）的质量浓度在１．０～１４μｇ·Ｌ－１内与其对应的吸光度呈线性关系，其线性回归方程为狔＝０．０３７４狓＋０．３４１，相关系数为０．９９８５。方法的检出限（３狊／犽）为０．２１６μｇ·Ｌ－１，富集倍数（浊点萃取后标准曲线斜率与未浊点萃取标准曲线斜率之比）为１８倍。

２．４ 样品分析

    采集某水库和某村６＃ 坎的水样，过０．４５μｍ滤膜后，按试验方法稀释１０倍后进行测定，并进行加标回收试验，结果见表２。

（文章来源：材料与测试网-理化检验－化学分册 > 2017年 > 8期 > pp.890）