范文一：水中重金属的测定

实验题目水中重金属的污染评价 一、实验目的与要求

（1）掌握水的前处理和消解技术

（2）了解水中重金属的测定方法，掌握AAS的测定技术

二、实验方案

(1)仪器：比色管、烧杯、移液管、电热板、AAS

(2)药品：三种不同的废水、Cr标准溶液、Pb标准溶液、浓硝酸、双氧水、10%氯化铵、3mol/L HCl、蒸馏水

(3)原理：火焰原子吸收光度法是根据某元素的基态原子对该元素的特征谱线产生选择性吸收来进行测定的分析方法。将试样溶液喷入空气乙炔火焰中，被测的元素化合物在火焰中离解形成原子蒸气，由元素灯发射的某元素的特征谱线光辐射通过原子蒸气层的时候，该元素的基态原子特征谱线产生选择性吸收。在一定的条件下，特征谱线与被测元素的浓度成正比。通过测定基态原子对选定吸收线的吸光度，确定试样中元素的浓度。

(4)步骤：

1.各取3组废水水样100mL放入烧杯中，加入浓硝酸5mL，在电热板上加热消解

2.蒸至剩余85mL左右，加入5mL浓硝酸和2mL双氧水，继续于电热板上加热消解

3.蒸至剩余70mL左右，取下来冷却，待冷却后，加入2mL10%的氯化铵和10mL 3mol/L的HCl，装入比色管中，定容到100mL，若溶液比较混浊，则先过滤再测。

4.用AAS测定并记录数据结果

三、实验结果与数据处理

数据处理

由原数据与处理后所得的数据可以看到，5组对同一样品所测的数据波动非常之大，最大的相对标准偏差达26.97%，最小的也有12.85%。而且由柱形图比较各个组所测的数据可知，每个样品组的每项所测数据中的最大值和最小值的来源都不是不同的，再加上，B5组是不过滤的，但所测的Pb数据几乎都是最低的，所以可以排除因为某些组过滤的因素所造成的误差。同时，由标准液所绘制出来的回归线方程中的R2 都是大于标准值的，所以不是比较大的误差来源。

所以，误差的来源只能是部分人员的不规范操作，例如，在移液过程中，观察的不规范会造成所移液量的偏大或偏小，导致最后定容出来的溶液浓度产生了

很大的误差。还有，对实验仪器的清洗和润洗不彻底也引入了很大误差。

最后，在等待检测的过程中，发现比色管里的溶液中的微小悬浮物很快就沉淀到官底，所以我认为最大误差来源之一，就是在测之前每组对比色管摇匀的程度的不同会导致管中溶液所飘浮的微小悬浮物的浓度不一样，对所测出来的数据干扰非常之大。

所以我认为此实验所得数据并不能完全客观的反映出所测水样的重金属浓度，但如果按统计思想考虑，将5组数据平均所得出来的浓度应该比较接近真实值。如果老师再重新自己测一次，可以对比一下两组数据，看是否符合这一规律。

四、结论

水样的Cr、Cd污染分析与评价

对水样的污染分析与评价，主要参考《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）和《城镇污染处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）。因在印染行业标准《纺织染整工业水污染物排放标准》中没有总Cr、总Cd项目的具体规定，则在此分析与评价中不引用其行业标准。

地表水环境质量部分基本项目标准限值 单位：mg/L

城镇污水部分一类污染物最高允许排放浓度（日均值） 单位： mg/L

公司1、公司2、公司3的污水中的Pb含量分别超地表水 345倍、332倍、420倍，超排放标准34倍、33倍、42倍，至于铬的含量，因为地表水的只有Cr

6+

标准，而此次所测得的是总铬，所以无法比较，至于排放标准，总铬的含量分别超出标准值3倍、5倍、6倍。由此可以看出，三间公司的主要污染物是Pb，而且污水中所含的Pb，远远超过地表水的最低要求，也严重超出排放标准，如果排放到环境中，将会严重危害周边居民的身体健康。此三间公司有可能是生产铅蓄电池的企业，所以三间公司应该针对污水中的Pb作处理，以达到符合排放标准。

处理方案

对此两种金属离子的特性，在碱性条件下，此两种金属离子均可以沉淀的形式除去。故建议公司处理废水时，可用化学沉淀法去除水中重金属离子。但对于Cr，由于有六价铬的存在，故在化学沉淀之前，先要投加还原剂将六价铬还原成三价铬。具体的处理方案要根据每家企业实际的情况制定。而化学沉淀方法，是目前最经济和相对比较有效的处理方法，较于其他方法更适用于工业生产中。

五、问题与讨论

1.原子吸收可以测定废水中硫酸根吗？如果能测定请举例说明，如果不能请说明理由。

可以。硫酸根在水中是以离子形式存在的，若想测定硫酸根就要将其固定下来，可以往溶液中加铅离子或者是钡离子，把硫酸根以沉淀形式分离、富集,然后用以测定沉淀的方法间接求得硫酸根的含量,然而对低含量的硫酸根,因为要其沉淀完全不仅需要的时间很长,而且误差很大。所以如果要测定废水中少量的硫酸根,可以用水浴蒸干的方法获得硫酸根的沉淀,用40%乙醇溶解干渣,分离其他共存离子后,用原子吸收法测定沉淀而间接测定硫酸根。本方法可以使硫酸根沉淀完全，测定废水中0.1mg以上的硫酸根。

2.查资料详细说明如何利用AAS测定水的硬度？

影响水的硬度的因素，主要是水的钙、镁离子的含量，只要测出水中钙、镁离子的含量，就可以计算出水的硬度。

（1）配制钙系列标准溶液：在10 50mL比色管中加入硝酸镧溶液5 mL，然后再分别加入钙和镁标准溶液，分别配成浓度系列为2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mg/L和0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mg/L的标准溶液，然后测出标准工作曲线、

（2）同样在50mL比色管中加入硝酸镧溶液5 mL，然后再加入一定量的水样，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀

（4）在最佳工作条件下，以蒸馏水为空白，由稀到浓逐个测定钙（镁）系列标准溶液的吸光度，最后测量水样的吸光度

（5）绘制钙、镁的A-c标准曲线，由水样的AX，求算出水样中的钙、镁含量，再由钙、镁含量计算出水的硬度。

范文二：水中重金属离子的测定

一、 实验目的与要求

1、掌握水的前处理和消解技术。

2、了解水中重金属的测定方法，掌握原子吸收分光光度计的测定技术。 3、了解利用AAS测定水的硬度和测定废水中SO42+。

4、了解水中重金属的种类、危害及有关知识，掌握水中重金属污染分析与评价的方法。

5、掌握水样的处理方法技术，并小结以前的处理方法。通过测定水中Cr、Pb的含量分析所取水样的污染程度

二、实验方案

1、原理

（1）火焰原子吸收光度法是根据某元素的基态原子对该元素的特征谱线产生选择性吸收来进行测定的分析方法。将试样溶液喷入空气乙炔火焰中，被测的元素化合物在火焰中离解形成原子蒸汽，由锐线光源（元素灯）发射的某元素的特征普线光辐射通过原子蒸汽层的时候，该元素的基态原子对特征普线产生选择性吸收。在一定的条件下，特征普线与被测元素的浓度成正比。通过测定基态原子对选定吸收线的吸光度，确定试样中元素的浓度。

原子吸收法具有很高的灵敏度。每种元素都具有自己为数不多的特征吸收普线，不同元素的测定采用相应的元素灯，因此普线干扰在原子吸收光度法中是少见的。影响原子吸收光度法准确度的主要是基体的化学干扰。由于试样和标准溶液的基体不一样，试样中存在的某种基体常常影响被测元素的原子化效率，如在火焰中形成难离解的化合物，这时就会发生干扰作用。一般说来Cu，Zn，Pb，Cd的基体干扰不是很严重。

（2）干扰及消除。共存元素的干扰受火焰状态和观测高度的影响很大，在实验的时候应该特别注意。因为铬的化合物在火焰中易生成难以熔融和原子化的氧化物，因此一般在试液中加入适量的助熔剂和干扰元素的抑制剂，如NH4Cl（K2S2O7，NH4F，NH4ClO2）。加入NH4Cl可以增加火焰中的氯离子，使铬生成易于挥发和原子化的氯化物，而且NH4Cl还可以抑制Fe，Co，Ni，V，Al，Pb，Mg的干扰。 （3）适用范围。本方法可以适用于地表水和废水中总铬的测定，用空气-乙炔火焰的最佳定量分析范围是0.1-5mg/L。最低检测限是0.03mg/L。

2、试剂

浓硝酸、双氧水、氯化铵、3mol/L 盐酸、三个染料公司的废水待测水样 3、仪器

原子吸收分光光度计（美国安捷伦7890A-5975C）闭塞关若干及实验室常用仪器

表1.仪器的工作参数

4、实验步骤 水样预处理

本小组分别取1，2，3三个公司的废水做水样，各取100mL于烧杯中，编号为①，②，③，各加入5mL的浓硝酸摇匀后放在电热板上加热消解至约85mL的时候取出加入5mL的浓硝酸和2mL的双氧水，继续放在电热板上加热至大约75mL的时候取出，冷却至室温，加入10mL的盐酸和2mL10%的氯化铵，转移到100mL的比色管，定容到100mL,待测。

测定步骤（注：由于条件限制本过程有老师测定）

① 风机----压缩机----电脑----气瓶----电源主机（开机过程）；

② 通过电脑打开桌面上的WFX210控制软件，进入方法编辑-创建新的方法； ③ 改参数（仪器条件，测量条件，工作曲线参数，火焰条件） ④ 样品清单的设定和输入----仪器自动波长---点火（准备过程） ⑤ 用空白调节吸光度为0，然后从浓度低到高依次测定标准系列。 ⑥ 察看标准曲线吸光度及相关系数（r大于0.995以上）和曲线方程；

⑦ 照序号测定样品—然后输入打印结果。 ⑧ 按照稀释或者浓缩的倍数进行计算（mg/L）

三、实验结果与数据处理

1、标准曲线的绘制

表2 Cr标准溶液浓度及其吸光度

图1. Cr标准溶液浓度及其标准曲线

0.10.08

0.060.040.020-0.02

0.12

根据标准曲线所得规律和实验结果可以算得每个公司的废水中Cr的含量（根据实验结果软件已经直接算出）

表3 三个公司废水中Cr实验结果表（mg/L）

Cr浓度（μg/mL)

图2 各个公司废水中Cr含量比较

43.5Cr浓度（μg/mL)

32.5

21.510.5

系列2系列3系列4系列5

1

2公司

3

表4 Pb标准溶液浓度及其吸光度

图3Pb标准溶液浓度及其标准曲线

0.160.140.12

0.10.080.060.040.02

00.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

0.18

Pb浓度（μg/mL)

根据标准曲线所得规律和实验结果可以算得每个公司的废水中Cr的含量（根据实验结果软件已经直接算出）

表 5 三个公司废水中Pb实验结果表（mg/L）

图4 各个公司废水中Pb含量比较

7060

Pb浓度（μg/mL)

50

403020

系列1系列2系列3系列4系列5

100

12公司

3

四、结论

1. 数据可靠性分析

通过对水中重金属Cr和Pb

的标准阶梯测定测定，经处理绘制出标准曲线图如图1. 水中重金属Cr测定标准曲线和图2.水中重金属Pb测定标准曲线所示，标准曲线分别为：y=0.0202x+0.0032和 y=0.0149x+0.0004其相关系数R1=0.9946（Cr），R2=0，998（Pb），可见实验测得Cr标准曲线的拟合程度（小于实验室要求0.995）一般，而Pb标准曲线的拟合程度较好，能用于转换水样中重金属Pb的含量。而若用该标准曲线换算Cr浓度，则存在一定的偏差。

根据实验结果表算出每个公司的数据的标准偏差σ，相对标准偏差CV

表6 Cr结果评价表

表7 Pb结果评价表

本实验废水是用火焰原子吸收光谱法测定，该方法选择性强，灵敏度高，分析范围广，精密度好，根据前人的研究消解过程中加入氯化铵能够提高实验准确度，消解的过程中操作人员熟练操作消解过程中，所以测出的各公司的废水的总Cr,Pb的含量可靠。但是由上表可以看出本次实验的相对标准偏差都比较大，与理论的测定偏差大很多。即学生测定的数据准确性不够。 2、污染评价

参考《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002），依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类： I类：主要适用于源头水、国家自然保护区；

II类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍惜水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场；

III类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及及游泳区； IV类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区； V类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

标准规定了对应地表水上述五类水域功能，将地表水环境质量标准基本项目标准值分为五类，不同功能类别执行相应类别的标准值。水域功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。其中水中重金属Pb、Cr的目标限值如表4-1所示。

表8 水中重金属Pb、Cr的浓度限值 单位：mg/L

注：以上数据来自《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）

表9、 城镇污水部分一类污染物最高允许排放浓度（日均值） 单位： mg/L

序号 1 2

项目 总Cr 总Pb

标准值 0.1 1.0

（数据来源《污水综合排放标准 GB8978-1996》）

参考表9可知，公司1、2、3的水样中的Cr与Pb浓度严重高出地表水的正常允许浓度，Cr分别超出了17，26，33倍，Pb分别超出了34，32，41倍。对比表8相比于Ⅰ类地表水要求，公司1、2、3的水样中Pb浓度分别超出3457、3324、4205倍，相比于Ⅴ类地表水，则Pb分别超出344，331，419倍。经此分析可知，三个公司的污水中Cr与Pb的浓度非常高，受Cr和Pb污染严重。而总铬方面，由于地表水环境质量只有六价铬标准，而本实验中测定的是总铬，故不依此标准作Cr的污染分析与评价。综合上述分析，三个印染公司的污水中，总Cr、总Pb的浓度都非常高，污水的重金属污染程度严重。 3、处理建议

目前处理重金属离子废水处理常用的工艺主要分为一下几大类：（1）物化法：利用加入絮凝剂、助凝剂在特定的构筑物内进行沉淀或气浮，去除污水中的污染物的一种化学物理处理方法。但该类方法由于加药费用高、去除污染物不彻底、污泥量大并且难以进一步处理，会产生一定的“二次污染”，一般不单独使用，仅作为生化处理的辅助工艺；（2）生化法：利用微生物的作用，使污水中有机物降解、被吸附而去除的一种处理方法。由于其降解污染物彻底，运行费用相对低，基本不产生“二次污染”等特点，被广泛应用于印染污水处理中。（3）吸附法：处理水中的重金属主要是通过吸附材料的高比表面积的蓬松结构或者特殊功能基团对水中重金属离子进行物理吸附或者化学吸附。（4）絮凝沉淀法：在含有重金属离子的水中加入特殊的絮凝材料或者调节水中pH值使得水中的重金属离子富集沉淀。（5）膜分离技术：将水进行适当前处理，如：氧化，还原，吸附等手段之后，将水中的重金属离子转化为特定大小的不溶态微粒，然后通过滤膜讲重金属离子除去。（6）有机材料法：通过合成高分子材料或对现有材料进行改性。接枝，赋予其新集团、新功能，使所得材料可与水中的重金属离子发生离子交换，

化学吸附或整合等作用，从而将重金属离子去除。

五、问题与讨论

1.原子吸收可以测定废水中SO42-吗？如果能测定请举例说明，如果不能测定的话请说明理由。

答：可以用原子吸收法测定水中SO42-。如用火焰原子吸收光谱法间接测定水中硫

酸盐。其原理是用待测定的废水中的硫酸盐与铬酸钡悬浊液反应释放出铬酸根，再以火焰原子吸收光谱法测定释放出的铬酸根的浓度，间接测定废水中硫酸根。

试验方法：移取一定量的硫酸盐标液与25mL容量瓶中，加水至10mL，摇匀，加入铬酸钡悬浊液2.0mL，硫酸铜溶液1.0mL，氢氧化氨（1+1）2.0mL，无水乙醇6.0mL，以水定容，振摇，静置20min。将部分上层液转入干燥离心管中，离心分离，于试验条件下，测定离心液的吸光度。 2.查资料详细说明如何利用AAS测定水的硬度？ 答：具体步骤如下：

（1）标准曲线。在4只25 mL 比色管中 ,分别加入硝酸镧溶液2. 5 mL ,再加入钙和镁标准溶液 ,使其成为 0.0、 5. 0、 10. 0、 15. 0 mg/L和0. 0、 3. 0、 6. 0、 9. 0 mg/L的标准系列 ,按表5的仪器测定条件分别对其进行测定 ,然后绘制出钙和镁标准工作曲线。

（2）测定方法：在25mL比色管中分别加入硝酸镧溶液2.5mL，加入水样2.5mL，稀释至刻度，摇匀，进行测定，将测得的钙、镁含量分别换算成mmol/L两项相加后乘以100.1mg/L，即是用碳酸钙表示的硬度。

误差分析：由数据评价可知本次试验误差比较大主要有以下几个原因：（1）系统误差。a、方法误差：本次采用的是常用的原子火焰分光光度法测定，存在比较少的误差，样品预处理是采用消解，操作简单，误差小。但本次消解过程体积变化并没有严格测量，都是靠估计，所以有很大的人为误差。b、试剂误差：本次用的实验试剂是由工作人员配制的，也存在一定的误差。而且我们是最后一班做实验，试剂所剩不多，之前实验可能把试剂污染了。c、移液过程用的移液管有很多是损坏的，管头破裂，造成误差。d、本次试验并没有过滤，溶液中的悬浮

物影响比较大。e、由于溶液比较浑浊，测量时并没有摇匀，实验误差更大了。（2）偶然误差。由于小组人员较多，分辨力和反应速度的差异和固有习惯引起的误差，这类误差往往因人而异，因而可以采取让不同人员进行分析，以平均值报告分析结果的方法予以限制。

范文三：河南省水中重金属含量的测定

河南地区生活饮用水中铅、镉

污染状况的调查与分析

宋笑颜

（2014届动物医学专升本1班）

摘要：随着现代工业的发展，重金属污染对生态环境和人类健康构成了严重的危害。为了调查与分析河南地区生活饮用水中铅、镉污染状况，本文对采集来自河南省豫东、豫西、豫南、豫北地区16地市共100个样品，其中，豫东地区周口市11个，商丘市7个，开封市6个；豫西地区焦作市4个，平顶山市5个，三门峡市6个，洛阳市5个；豫南地区信阳市14个，许昌7个，驻马店市8个，南阳市8个；豫北地区濮阳市1个，新乡市6个，鹤壁市1个，郑州市6个，安阳市5个，采用石墨炉原子吸收分光光度法测定其中的重金属元素铅和镉的含量。结果显示，在所测的100个水样中，有17个样品的铅含量超过了中华人民共和国卫生部《生活饮用水标准检验方法》中规定的铅临界数值---10 ng/mL，超标率为17%（17/100），超标中最高的在洛阳市，高达40.05 ng/mL；超标中最低的在商丘市，可达11.13 ng/mL；而所有样品中镉的含量均在我国关于《生活饮用水标准检验方法》中规定的金属指标值---5 ng/mL内。结果表明，在我省生活饮用水中铅污染的现象比较严重，应该引起相关部门的足够重视。

关键词：河南省；生活饮用水；石墨炉原子吸收分光光度法；铅；镉

Determination of lead, cadmium in drinking water

SONG Xiao-yan

(Class of 2014 Animal Medicine Top-up 1 class）

Abstract: With the development of modern industry, heavy pollution constitutes a serious harm on the ecological and human health. in order to research and analysis lead, cadmium pollution in drinking water of the He Nan region, in this paper, the collection from the easter, western, southern and north regions of He Nan province, a total of 100 samples, among them, the eastern region:zhoukou city 11, shangiu city 7, kaifeng city 6; the western region, jiaozuo city 4, pingdingshan city 5, sanmenxia city 6, luoyang city 5; the southern region: xinyang ciy 14, xuchang city 7; zhumadian city 8; nanyang city 8; the northern region: puyang city 1, Xinxiang city 6, hebi city 1, zhengzhou city 6, anyang city 5, by graphite furnace atomic absorption spectrophotometric method for determining the content of the heavy metals lead and cadmium. according to the results of the 100 water samples, there are 17 samples of lead over the ministry of health of the People's Republic of China, the drinking water standard test methods specified in the metal index---10 ng/mL, which was 17% (17/100), the tallest in the city of luoyang, excessive up to 40.05 ng/mL; Standard of the lowest in shangqiu, up to 11.13 ng/mL; the content of cadmium in all samples are in our country about the drinking water standard test methods specified in the metal index --- 5 ng/mL. The results show that the lead pollution in drinking water in our province the phenomenon is more serious, should cause enough attention related department.

Key words: He Nan province; Drinking water; Graphite furnace atomic absorptio spectrophotometry; Lead; cadmium

据中国环境监测总站2006年6月发布的《113个环境保护重点城市集中式饮用水源地水质月报》，有16个城市的集中式饮用水源地水质全部不达标，占重点城市的14％；有74个饮用水水源地不达标，占重点城市饮用水水源地的20.1％；有5.27亿吨水量不达标，占重点城市总取水量的32.3％[1]。许多重金属作为环境污染物和潜在的有毒污染物已经引起了世界各

国科学家的高度重视，Pb、Cd等有毒重金属元素广泛地分布在自然环境中[2-4]，可通过饮用水引起机体的急性和慢性中毒。镉是一种毒性极大的重金属，在体内滞留时间长，有组织累积，在人体骨骼中的滞留半衰期是38年[5]，有致癌性[6]。铅也是一种毒性极大的重金属，过量的铅进入人体会对神经系统、血液系统、骨骼系统等造成终生性伤害[7]。饮用含铅量、含镉量高的水是人体内铅和镉积累的重要因素之一，采矿、冶金、电镀等行业的污染以及使用含铅和镉高的自来水管道，都可使饮用水中铅和镉的含量增高。我国《生活饮用水卫生标准》规定，在地面水及生活饮用水中，含铅量不能超过0.01mg/L，含镉量不能超过0.005 mg/L。因此，铅、镉在环境水样中的含量，是环境监测控制的一个重要指标。

本试验以河南省豫东、豫西、豫南、豫北地区16个地市的100个生活饮用水为研究对象，通过无火焰原子吸收分光光度法测定其中的铅、镉含量，并与中华人民共和国卫生部颁布的《生活饮用水卫生标准》中规定的数值进行比较，分析我省各地区生活饮用水的现状和重金属铅、镉污染的状况。

1 材料与方法

1.1 试验地点与时间

本试验研究于2014年3月17日至5月12日在河南省畜牧局畜产品质量检测检验中心（检验三室）进行。 1.2 试验材料

本试验所有的生活饮用水样分别采自河南省豫东地区24个样品（周口市11个，商丘市7个，开封市6个）；豫西地区20个样品（焦作市4个，平顶山市5个，三门峡市6个，洛阳市5个）；豫南地区37个样品（信阳市14个，许昌7个，驻马店市8个，南阳市8个）；豫北地区19个样品（濮阳市1个，新乡市6个，鹤壁市1个，郑州市6个，安阳市5个），共100个生活饮用水水样。

1.3 主要仪器和参照系数

连续光源原子吸收光谱仪（仪器型号 CONTRAA 700），德国耶拿分析仪器公司；原子吸收分光光度计（规格型号 AA-6300型），日本岛津；铅、镉元素空心阴极灯，北京瑞利普光电器件厂；氩气钢瓶、微量加夜器（20 μL）、乙炔气体。

所有玻璃器皿，使用前均须用硝酸溶液侵泡，并直接用纯水清洗

表1 原子吸收分光光度计测定微量元素工作参数

Atomic absorption spectrophotometer to measure trace elements working parameters 元素 波长/n m 干燥温度/℃ 干燥时间/s 灰化温度/℃ 灰化时间/s 原子化温度/℃ 原子化时间/s

铅 283.3 120 30 600 30 2100 5

镉 228.8 120 30 900 30 1800 5

1.4 主要试剂及器材

硝酸铅（优级纯，99.9%），潍坊三水检验设备有限公司 ；镉粉（光谱纯，99.9%），上海田源生物技术；硝酸溶液(1+99)、硝酸溶液（1+1），西安鑫宝佳业化工有限公司；双蒸水、磷酸二氢铵（优质纯），广州锐昌化工科技有限公司；硝酸镁（优级纯），广州锐昌化工科技有限公司；100 mL容量瓶、500 mL容量瓶、10 mL量筒、微量移液管、微量移液枪。 1.5 样品的处理

若自来水本身没有太多明显的杂质，无需过滤，可直接将水样储存于干净的塑料瓶中，备 用。若杂质比较明显，过滤后使用[8]。

样品的提取：为避免待测液被污染，确保实验准确，应先用待检水样冲洗石墨管，经2～3次冲洗后倒入样品，进行编号记录。 1.6 储存液的制备

1.6.1 铅标准储备溶液[T（Pb）=1 mg/mL] 准确称取0.7990 g硝酸铅溶于约100 mL纯水中，加 硝酸溶液（1+99）1mL，并用纯水定容至500 mL。

铅标准中间液[T(Pb)=50 μg/mL]：取铅标准储备液5.00 mL于100 mL容量瓶中，用硝酸溶液（1+99）稀释至刻度，摇匀。

铅标准使用液[T(Pb)=1 μg/mL]：取铅标准中间液2.00 mL于100 mL容量瓶中，用硝酸溶液(1+99)稀释至刻度，摇匀。

磷酸二氢铵（120 g/L）：称取12 g磷酸二氢铵（优级纯）加水溶解并定容至100 mL。 硝酸镁溶液（50 g/L）：称取5 g硝酸镁（优级纯）加水溶解并定容至100 mL。 1.6.2 镉标准储备溶液[T(Cd)=1 mg/mL] 准确称取0.5000 g 镉（99.9%）溶于约5 mL硝酸溶液 （1+1），并用纯水定容至500 mL。

镉标准中间液[T(Cd)=1 μg/mL]：取镉标准储备液5.00 mL于100 mL容量瓶中，用硝酸溶液（1+99）稀释至刻度，摇匀。此溶液T(cd)=50 μg/mL，再取此溶液2.00 mL于100 mL容量瓶中，用硝酸溶液（1+99）定容。

镉标准使用液[T(Cd)=0.1 μg/mL]取镉标准中间液10.00 mL于100 mL容量瓶中，用硝酸溶液(1+99)稀释至刻度，摇匀。

磷酸二氢铵（120 g/L）：称取12 g磷酸二氢铵（优级纯）加水溶解并定容至100 mL。 硝酸镁溶液（50 g/L）：称取5 g硝酸镁（优级纯）加水溶解并定容至100 mL。 1.7 样品中铅、镉含量的测定

1.7.1 铅的测定 用移液枪准确分别吸取铅的标准使用液0、0.25、0.50、1.0、2.0、3.0、4.0 mL溶液于100 mL容量瓶中，各加10 mL磷酸二氢铵溶液，1 mL的硝酸镁溶液，用硝酸溶液稀释至刻度，摇匀，分别配制成0、2.5、5.0、10、20、30、40 ng/mL铅的标准系列溶液。 吸取10 mL水样于50 mL容量瓶中，加入1.0 mL磷酸二氢铵溶液，0.1 mL硝酸镁溶液；同时另取10 mL硝酸溶液（1+99）于50 mL容量瓶中，加入等体积磷酸二氢铵溶液和硝酸镁溶液作为空白。

将仪器参数设定后，依次吸取20 μL试剂空白、标准系列和样品，注入石墨管，启动石墨炉控制程序和记录仪，记录吸收峰高和峰面积。打印检验结果。

1.7.2 镉的测定 用移液枪准确分别吸取镉的标准使用液0、0.50、1.0、3.0、5.0、7.0 mL溶液于100 mL容量瓶内，分别加10 mL磷酸二氢铵溶液，1 mL的硝酸镁溶液，用硝酸溶液稀释至刻度，摇匀，分别配制0、0.5、1.0、3.0、5.0、7.0 ng/mL的标准系列。

吸取10 mL水样，加入1.0 mL磷酸二氢铵溶液，0.1 mL硝酸镁溶液；同时取10 mL硝酸溶液（1+99），加入等体积磷酸二氢铵溶液和硝酸镁溶作为空白

仪器参数设定后依次吸取20 μL试剂空白、标准系列和样品，注入石墨管，启动石墨炉控制程序和记录仪，记录吸收峰高和峰面积。打印检验结果。 1.8 统计学分析

所有数据用平均数±标准差表示，采用SPSS13.0生物统计软件对试验数据进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 待测元素标准曲线的确定

配制的0、2.5、5.0、10、20、30、40 ng/mL铅的标准系列溶液和0、0.5、1.0、3.0、5.0、7.0 ng/mL镉的标准系列溶液，经石墨炉原子吸收分光光度法计测定，得到曲线方程和相关系数。

待测元素 铅（Pb） 镉（Cd）

表 2 待测元素标准系列曲线方程和相关系数

，

Table 2 the elements standard

series equation of a curve and the correlation coefficient

曲线方程

——

A=(0.0077+0.3020*C)/(1+0.1397*C)

相关系数(R)

—— R2=0.9996

注：表中A 表示吸光度，C 表示浓度

Note: In the table A stands for absorbancy,C stands for content.

（铅的曲线） （镉的曲线）

2.2 饮用水中重金属含量与地区的关系（见以下各图表）

表7 河南地区饮用水中铅的含量

Henan region of the content of lead in drinking water

从上表可以看出，豫东地区的每个城市都有铅超标现象；豫西地区中铅超标城市有平顶山、洛阳；豫南地区铅超标城市有信阳市、南阳市；豫北地区铅超标城市有安阳市。其中超标样品数最多的是周口市；其次是南阳市，超标率最高的是周口市；其次是洛阳市。所有超标值中最高的达40.05 ng/mL（洛阳市）；最低的达11.13 ng/mL（商丘市）。综上所述，以上提到的各个城市的相关部门需引起高度重视。应加强环境卫生保护工作及加强水资源的保护与污水处理工作。

（由于本实验的样品采集具有随机性，实验结果仅仅代表具体地区的水资源情况，并不能全方位涵盖每个城市的各个地方，所以不能进行概括性的比较。）

对于河南省地区饮用水中重金属元素镉的含量，均低于标准值，没有超标现象。

3 讨论

3.1 原子吸收分光光度计的工作原理

本试验采用原子吸收光谱法检测生活饮用水中重金属铅、镉的含量，其工作原理为：样品经适当处理后，注入石墨炉原子器，所含的金属离子在石墨管内，以原子的高温蒸发解离为原子蒸气，待测元素的基态原子吸收来自同种元素空心阴极灯发射的共振线，其吸收的强度在一定的范围内与金属浓度成正比[8]。本试验中微量元素标准溶液曲线方程的相关系数均大于0.9990，说明仪器精密度高，溶液配制和标准曲线均比较准确，可信度高。 3.2 操作中需要注意的事项

(1)本实验过程中使用的酸介质是硝酸，盐酸易产生沉淀。

(2)在石墨炉原子化器中，被分析分子吸收严重，固体颗粒引起光散射等原因，造成严重的背景吸收，引起相当大的测量误差，有时甚至将信号淹没，这就需要进行背景校正，本实验采用氘灯做背景扣除，取得了很好的测量效果。

(3)测定时，要特别注意器皿、试剂及去离子水是否含痕量铅和镉，这是能否获得准确结果的关键，长时间不用的玻璃器皿应用1+1硝酸溶液浸泡过夜，用纯水冲净后使用[9]。 3.3 铅的毒性作用

铅对人体无任何生理功能，反而会产生多种不良影响。铅对全身各系统和器官均有毒性作用。天然水中很少含有铅，饮用水中的铅主要来自含铅的家庭管道系统，即水管、焊料、配件或人户连接设施，铅是可在人体和动植物中蓄积的有毒金属，主要毒性效应是导致贫血、神经机能失调和肾损伤[10]。铅及其化合物可通过呼吸道与胃肠道吸收，一般不经皮肤吸收，有机铅如醋酸铅可有少量经皮肤吸收，四乙基铅易经皮肤吸收[11]。 3.4 镉的毒理作用

水样中镉含量甚微，一旦水中的镉超量便可引起：①肾脏损害：早期主要表现为近段肾小管重吸收功能障碍，即所谓的“肾小管性蛋白尿”。继之，高分子量蛋白亦可因肾小球损害而排泄增加。在长期接触镉的工人中，尚可见到肾结石患病率增高，可能与尿钙排泄增加有关。②肺部损害：有肺气肿、慢性阻塞性肺病和肺纤维化等类型。③骨骼损害：严重慢性镉中毒患者在晚期可出现骨骼损害，表现为骨质疏松、骨软化和自发性骨折。④ 其他，可有嗅觉丧失、鼻粘膜溃疡、门齿及犬齿颈部黄色环、轻度贫血，偶有轻度肝功能异常[12]。 3.5 水中重金属污染的区域性

并不是所有城市饮用水都受到污染。水中重金属超标的现象不仅与各城市的地理位置有关，也与该城市的重工业发展情况有关。正如大家所知道的，黄河进入河南后，由三门峡流向洛阳、郑州、开封，所以相对而言，开封位于下游，受到污染的严重程度相对较高；而三门峡就相对较低。还有就是，各个城市工业的发展情况不一，以煤矿业，冶金业为主的发展城市自然重金属的污染会比较严重，如商丘市(永煤集团)、平顶山市(中国平煤神马能源化工集团有限责任公)、焦作市（焦煤集团）、洛阳市（中国石化集团洛阳石化）等，还有处于快速发展阶段的城市，科技进步的同时，汽车尾气、污水、除草剂都将对水资源产生极大的污染。

4 小结

本试验研究表明河南省饮用水中重金属铅的含量超标的城市相对较多，饮用水中重金属镉的含量超标现象相对较少。这次试验由于样品含量相对较少，采集样品地区不能足以代表河南各个地区，所以不能全面系统地反映出河南省内各个城市的饮用水中重金属的含量。如有可

能，应有计划性的多地区采样，用原子吸收光谱法测定多种微量元素，详细调查饮用水受污染的情况，这样结果更有代表性和可信度。总之，饮用水中重金属的污染对人体健康的危害不容忽视，应该引起我们的高度重视。

致谢： 本试验研究是在实习老师贺老师的悉心指导和亲切关怀下完成的。本试验是在牧医工程学院内诊实验室和工程楼光谱分析室进行的，由衷感谢各位辅导老师在此期间给予了大力帮助和支持！

参考文献：

[1] 侯俊, 王超, 兰林, 等.我国饮用水水源地保护法规体系现状及建议[J]. 水资源保护, 2009,25（1):79-85. [2] Chappell W R, Beck B D, Brown K G, et al. Inorganic arsenic: a need and an opportunity to improve risk assessment[J]. Environmental health perspectives, 1997, 105(10): 1060.

[3] Friberg L, Piscator M, Nordberg G F, et al. Cadmium in the Environment[M]. 1974.

[4] Gordon C, Hutchinson T. Global perspective on lead, mercury and cadmium cycling in the environment[J]. Elkins Park, PA: Franklin Book Company, 1994.

[5] Berman E. Toxic metals and their analysis[J]. 1980. .

[6]Lauwerys RR. Health effects of cadmium［A］. In：Trace Metals Exposure and Health Effects（Di Ferrante E，ed）［C］. Oxford：Pergamon Press，1979 . 43 ~ 64.

[7] 谢永泉. 锗的环境生态研究[J]. 广东微量元素科学, 1998, 5(2): 23-25.

[8]中华人民共和国卫生部／中国国家标准化管理委员会．生活饮用水标准检验方法[S] GB／T5750-2006．中国标准出版社．

[9] 苏向琴. 生活饮用水中铅的测定方法探讨[J]. 科技信息, 2013 (10): 467-467.

[10] 苏向琴 山西大同煤矿集团供水分公司 生活饮用水中铅的测定方法探讨[J] 科技信息Science & Technology Information 2013(10) 1

[11]凌建春 铅中毒与镉中毒[J] 健康向导,2013年第5期 50 [12] 凌建春. 铅中毒与镉中毒[J]. 健康向导, 2013, 19(5): 50-51.

范文四：关于水中重金属含量测定的研究

镇 江 高 专

毕 业 论 文

关于水中重金属含量测定的研究

Study on the determination of heavy metals content in water

系 名： 信息工程系

专业班级： 0916班应用化工技术

学生姓名： 金磊

学 号： 092801136

指导教师姓名： 汤亚芳

指导教师职称： 讲师

2014年 4月

引言

怎么了解水，知道水的成分，包含什么，只有通过测定，测定水的物

理和生物的指标

目 录

引言 ..................................................... 2

第一章 重金属污染的概况 .................................. 4

1.1重金属污染的介绍............................................. 4

1.2水中重金属污染各地区情况..................................... 5

1.3重金属污染的测定方法........................................ 10

1.4原子吸收光谱法.............................................. 11

1.4.1原子吸收光谱法的基本原理............................... 11

1.4.2原子吸收分光光度计..................................... 13

1.4.3 AAS的定量分析方法..................................... 15

1.4.4干扰及其抑制........................................... 16

1.5本论文的提出和主要内容...................................... 18

第二章 实验部分 ...................... 错误！未定义书签。

2.1实验试剂.................................... 错误！未定义书签。

2.2实验仪器.................................... 错误！未定义书签。

2.3实验步骤.................................... 错误！未定义书签。

2.3.1水样采集 .............................. 错误！未定义书签。

2.3.2测试条件的选择 ........................ 错误！未定义书签。

2.3.3数据记录与分析 ........................ 错误！未定义书签。

第三章实验结果分析 ...................... 错误！未定义书签。

第四章 总结 ............................. 错误！未定义书签。 致谢 .................................... 错误！未定义书签。 参考文献： .............................. 错误！未定义书签。

摘 要

重金属污染对生态和人体健康有一定的危害。本文采用火焰原子吸收分光光度法测定北京部分地区环境水样中铜的含量。测定结果为北京自来水中铜的含量符合标准；河水，湖水中铜的含量较高，应加强治理。

【关键词】 火焰原子吸收分光光度法； 铜；

Abstract

Heavy metal pollution on the ecological and human health has certain hazards. In this papers, flame atomic absorption spectrometry in parts of Beijing Environmental

content of copper in water samples. Results for the determination of copper in Beijing water standard; river, lake with higher levels of copper, should be strengthened governance.

【Key words】 Flame atomic absorption spectrophotometry；copper；

第一章 重金属污染的概况

1 .1水中重金属污染的介绍：

在当今社会,科技飞速发展,很多重金属进入了我们的日常消费产品中来。这些重金属包括汽车用柴油、荧光灯管、恒温器中的汞,特种玻璃、涂料、农药中的砷和铅,等等。由于这些含有重金属产品的广泛使用,加上消费者对重金属的危害缺少了解而不够重视,很多生产厂家不注意废品回收处理,没有建立完整的处理系统,导致的大量重金属产品在使用中产生了重金属污染,甚至使用后被当作普通的垃圾进行掩埋、冲洗处理,从而加重了重金属的污染程度。更有甚者很多毫无责任感的企业直接将重金属污水排放到江河、湖泊,荒地浅滩??种种迹象表明地球正在遭受着有史以来最为严重的重金属污染。

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。如日本的水俣病和痛痛病分别由汞污染和镉污染所引起。其危害程度取决于重金属在环境、食品和生物体中存在的浓度和化学形态。重金属污染主要表现在水污染中，还有一部分是在大气和固体废物中。

重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中，引起严重的环境污染。以各种化学状态或化学形态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中，造成目前地表铅的浓度已有显著提高，致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍，损害了人体健康。自然界存在着很多重金属，比如锌、镉、铜、铅等，这些重金属同样存在于人体内，是人体的必需元素。但是，凡事都有一个量的问题，任何东西一旦超过正常的量，它必然给环境或人体造成不良影响。而我们常说的重金属污染指的就是因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。

其中铜元素是水中金属元素的一种，是人体必不可少的，但是过量的铜对人体的危害非常大。游离态铜离子对人体的危害要比配合态铜大得多。过量的铜离子对许多水生生物有极大的负作用，缘由是它与蛋白质中的巯基结合，干扰巯基酶的活性，如在珊瑚、水草等生态缸中若有过量的铜离子，将很快使心爱的生物毙命法。铜的污染主要来源于电镀、冶金、化工等行业。为及时、准确地监测水的质量，确保人们获得安全饮用水，我们建立了污染水中铜离子浓度分光光度测定方法。

经资料所知，自来水的总铜含量不应超过0.5mg/L,生活用水中总铜的含量不应超过1.0mg/L。

1.2水中重金属污染全国及北京现状

1.2.1 全国范围综述

影响水质的重金属元素很多，而水体沉积物中的重金属的含量又受到多种因素的影响。例如，区域水文地质条件、土壤条件、水质酸碱特征、水体氧化特征、工业废水的排放等等。因此，不同水体常常存在不同的重金属污染。

江西鄱阳湖地处中国中部，是中国最大的淡水湖，受江西德兴铜矿开采的影响，目前其沉积物中Pb、Cu、Zn、Cr、bin、Cd、Hg含量均高于正常土壤背景值。其中，以Zn、Pb、Cu、Cr较为严重，这些重金属可以随着水体的活动而稀释出来，造成湖水重金属的含量明显增高。乐安江受德兴铜矿的影响，表层沉积物也受到重金属严重污染，主要超标重金属是Cu、Zn、Pb等，沉积物生态风险性指数评价结果表明，乐安江沉积物具有潜在的生态危害性。

浙江于岛湖湖底沉积物中，Cd、Hg、Zn的自然富集系数大于正常值的两倍，呈现Cd、Hg、Zn污染的迹象。

南京玄武湖属浅水型湖泊，湖水主要靠钟山北麓雨水供给，湖底沉积物中重金属的含量均超过南京相应地区冲积土中重金属的平均值，主要重金属污染物为Zn、Cu、Cr、Hg。

南四湖位于山东省西南，是南阳、独山、昭阳、微山四湖的总称，是山东省最大的浅水型淡水湖泊，底质中重金属污染物主要是Cr、Hg。

滇池水系也受到重金属污染，主要污染元素为Sn、Pb、Cr、Hg。

四川凉山州大桥水库是一座大型综合利用工程，流域内无大中型工矿企业分布，工业污染源极少，监测结果表明，水体中仅铜元素超标，底泥中重金属检出项目较多，含量大体与上游背景值相近，主要是库区地壳矿物质背景条件偏高所致，而人为影响次要。

风雨湖位于湖南省吉首市吉首大学新校区内，由于工业和生活污水的排放，大肠菌群已严重超标，但水样重金属离子均未超标。

苏州河上海市区段，底泥呈现Cr和Cd污染状态，Cr污染尤为严重。

广东省浈水河水体由于铅锌矿区的矿尾砂和矿区废水的排放，沉积物及悬浮物中Pb、Zn、Cd含量较高，并且对下游地区有污染隐患。

条子河属于辽河水系，在吉林四平市内受工业和生活污水的污染较严重，底泥中污染的主要重金属为：Cr、Pb、Cd、Cu。

长江干流地区重金属污染尚不存在超标情况，但在某些支流地区仍存在重金属污染，有的还比较严重，如江西境内铙河Cd和Pb超标；赣江Cd和Pb超标，靖江六价Cr为主要污染物，长江某些江段即使在丰水期仍有Hg轻度超标。这些支流的污染主要来源于支流地区的化工、造纸、印染、电镀等以排放重金属污水为主的企业，污染的支流仍会影响到长江整个流域水质，并由生物食物链富集，从而可能进入人体，造成极大危害。

香港淡水资源来自天然的河流，其河流众多，均属山区河流。香港众多的河流中，已有2／3以上被工业废水、禽畜废物及生活污水所污染，水质严重恶化。对锦田河、城门河、屯门河和大埔河沉积物中主要重金属含量的分析测定表明：各河流基本上属轻微生态危害或接近中等生态危害，产生生态危害的主要重金属污染物是Cd、Cu、Pb、Zn。

海南三亚湾近些年来，随着旅游业的兴旺，海湾水质呈轻度污染状态，河口

水质已接近严重污染，重金属Pb的含量明显超出标准，Cu、Zn含量虽未超出标准，但也表现出近岸含量高，远岸含量低的特点，表明存在着较大的人为活动影响。除正常河流输人、污水排放外，日益增多的海上船舶交通对重金属的输人作用也不可低估。

现行的地面水环境质量标准，是以总锌、总镉、总铅的浓度(mg／L)来进行分类的，而造成水体污染的重金属有多种不同形态，并非水体中重金属的所有形态都具有毒性效应，所以对水体重金属化学形态及迁移转化的研究也同样具有重要意义。黄河

山东肖家店

广西平阳

湘江

1.2.2北京地区综述

北京市城区地处永定河、北运河两大河流的冲洪积平原上, 背靠燕山山脉。在市区范围内主要有清河、坝河、通惠河、凉水河等条排水河道均属北运河水系及其30余条较大支流, 主要河道总长度约360千米, 总流域面积约1266平方千米。这些河道担负着供水、排水、美化环境、调节小气候的作用, 其中护城河、筒子河、土城沟、通惠河、长河等河道是在不同历史时期人工开挖而成, 解放后, 为解决城市供水又先后修建了引水进城的永定河引水渠和京密引水渠。但是, 由于北京市水资源紧张, 市区河道中只有永定河引水渠、京密引水渠、南护城河、通惠河高碑店闸以上、长河、北护城河基本常年有水, 其余河道基本没有常年补充水源。

长期以来, 北京市在增加城市供水能力的同时, 未将水污染的防治问题放到足够的高度予以重视, 城市污水处理厂及污水截流工程的建设相对滞后。据统计随粉北京市经济迅速发展和城市用水不断增长, 污水排放总也在不断增加, 市区年排放污水量1949—1958年平均仅为0.6亿立方米, 1959一1961年为2.6亿立方米,1962一1969年为3.2亿立方米,1970一1981年为6.1亿立方米, 1982一1990年为7.2亿立方米1991一2002年增加到8.9亿立方米, 2003年北京市区年污水排放量约为9亿立方米, 污水处理率为53%, 有约4.2亿立方米左右的污水未经处理直接排入市区河道的水体中, 造成了河道水体的严重污染, 使一些河流变成了“ 臭河” 、“ 黑河” , 如市区的凉水河、马草河、水衙沟等河道水体呈黑色, 臭气袭人, 鱼虾绝迹, 严重影响沿河两岸居民生活。近年来, 虽然市政府加大水环境综合整治力度, 加快污水处理厂、截污工程的建设, 使部分河湖水质明显改善, 黑奥消除, 鱼虾回游, 但河湖水质总体仍以劣类居多。监测表明市区除京密引水渠、永定河引水渠、昆明湖、六海水系等少数重要景观水的水质为Ⅲ类或Ⅲ类以上外, 凉水河水系、坝河水系及清河下游等河道的水质均为Ⅴ类或劣Ⅴ类。

目前, 部分污水处理厂仍在建设之中, 运行尚不正常,大量污染水的排放造成了城市水体的严重污染, 直接影响广大人民群众身体健康和工农业生产。

安定门桥一带肮脏的护城河

凉水河边垃圾成堆

亮马河香河园附近的河面上到处漂着垃圾

雍和宫旁的护城河臭气熏天

1.3 水中重金属污染的测定方法

1 原子吸收光谱法(AAS)：原子吸收光谱法是本世纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种新型的仪器分析方法，这种方法根据蒸气相中被测元素的基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素的含量。它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。

2 原子发射光谱法(AES)：原子发射光谱法（AES），是利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析的方法。

3 原子荧光光谱法(AFS)：通过测定原子在光辐射能的作用下发射的荧光强度进行定量分析的一种发射光谱分析方法。

4 分光光度法：通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法。

5 发光分析法：主要基态分子吸收了一定的能量后，跃迁至激发态再以辐射跃迁形式将能量释放后返回基态，产生分子发光，主要有荧光分析、磷光分析、化学发光分析。

6 质谱法(MS)：ICP2MS 法具有前处理简单、干扰少、检出限低、分析速度快、能同时测定多种元素等优点而被广泛在实际推广应用中的主要缺点是仪器昂贵, 仪器运转维持费用高。但在常规大批水样和多元素分析时, ICP2MS 具有很大的优势。同时由于ICP2MS 具有很好的准确性和精密度, 可作为参照方法来衡量新的检测技术的准确性。

7 阳极溶出伏安法(ASV)：测量各种间质中多种金属的一种电化学分析方法，它被用来测定血铅的浓度已有25年多的历史。虽然此技术比较直接，而且仪器也不贵，但此技术方法在分析时所要求使用的每个试剂的价格却比石墨炉原子吸收法所用试剂价格要高，用阳极溶出伏安法的仪器体积很小，比石墨炉原子吸收法所用设备占用的空间也小，并且也不要求别的特殊辅助设备。这种分析方法的原理是要求铅必须从其复合物中分离出来，并且以游离态Pb2+离子存在，在镀汞的石墨电极上加负的电势使游离Pb2+被电镀在镀汞的石墨碳电极表层。再在一个特定的电压值上，铅离子又会从电极上溶出，在此过程中将产生一定的电流，而此电流值正好与血样中铅浓度的大小成比例。

8 离子选择电极（ISE）一种电化学传感器，其结构中有一个对特定离子具有选择性响应的敏感膜，将离子活度转换成电位信号，在一定范围内，其电位与溶液中特定离子活度的对数呈线性关系，通过与已知离子浓度的溶液比较可求得未知溶液的离子活度，按其测定过程又分为直接测定法和间接测定法，目前大部分采用间接测定法，由于间接测定法将待测样本稀释后测定，所测离子活度更接近离子浓度。ISE法具有标本用量少，快速准确，操作简便等优点。是目前所有方法中最为简便准确的方法。缺点：电极具有一定寿命，使用一段时问后，电极会老化。

1.4 原子吸收光谱法

1.4.1原子吸收光谱法的基本原理

1.共振线与吸收线

原子光谱是由于其价电子在不同能级间发生跃迁而产生的。当原子受到外界能量的激发时，根据能量的不同，其价电子会跃迁到不同的能级上。电子从基态跃迁到能量最低的第一激发态时要吸收一定的能量，同时由于其不稳定，会在很短的时间内跃迁回基态，并以光波的形式辐射现同样的能量。这种谱线称为共振发射线(简称共振线)；使电子从基态跃迁到第一激发态所产生的吸收谱线称共振吸收线(亦称共振线)。

根据△E=hυ可知，各种元素的原子结构及其外层电子排布的不同，则核外电子从基态受激发而跃迁到其第一激发态所需要的能量也不同，同样，再跃迁回基态时所发射的光波频率即元素的共振线也就不同，所以，这种共振线就是所谓的元素的特征谱线。加之从基态跃迁到第一激发态的直接跃迁最易发生，因此，

对于大多数的元素来说，共振线就是元素的灵敏线。

在原子吸收分析中，就是利用处于基态的待测原子蒸汽对从光源辐射的共振线的吸收来进行的。

2.吸收定律与谱线轮廓

让不同频率的光(入射光强度为I0υ)通过待测元素的原子蒸汽，则有一部分

光将被吸收，其透光强度与原子蒸汽的宽度(即火焰的宽度)的关系，同有色溶液吸收入射光的情况类似，遵从Lembert定律：

A=lg(I0υ/Iυ)=KυL

其中：Kυ为吸光系数，所以有：

Iυ= I0υ·e- KυL

吸光系数Kυ将随光源频率的变化而变化。

这种情况可称为原子蒸汽在特征频率υ0处有吸收线。若将Kυ随υ的变化关系作图则可得图。原子从基态跃迁到激发态所吸收的谱线并不是绝对单色的几何线，而是具有一定的宽度，常称为谱线的轮廓(形状)。此时可用吸收线的半宽度(△υ)来表示吸收线的轮廓。图中，υ0称为中心频率，△υ为吸收线半宽度

(0.001～0.005?)。当然，共振发射线也就一定的谱线宽度，不过要小的多(0.0005～0.002 ?)

3. 积分吸收与峰值吸收

在原子吸收分析中，常将原子蒸汽所吸收的全部能量称为积分吸收，即吸收线下所包括的整个面积。依据经典色散理论，积分吸收与原子蒸汽中基态原子的密度有如下关系：

∫Kdυ=( e/mc) · N· f 2

υ0

式中：e为电子电荷；m为电子质量；c为光速；N0 为单位体积的原子蒸汽

中吸收辐射的基态原子数，即原子密度；f 为振子强度(代表每个原子中能够吸收或发射特定频率光的平均电子数，通常可视为定值)。

该式表明，积分吸收与单位体积原子蒸汽中吸收辐射的原子数成简单的线性关系，它是原子吸收分析法的一个重要理论基础。因此，若能测定积分值，即可计算出待测元素的原子密度，从而使原子吸收分析法成为一种绝对测量法。但要测得半宽度为0.001～0.005?的吸收线的积分值是相当困难的。所以，直到1955年才由A.Walsh提出解决的办法。即：以锐线光源(能发射半宽度很窄的发射线的光源)来测量谱线的峰值吸收，并以峰值吸收值来代表吸收线的积分值。

根据光源发射线半宽度△υe 小于吸收线的半宽度△υa的条件，经过数学推

导与数学上的处理，可得到吸光度与原子蒸汽中待测元素的基态原子数存在线性关系，即：

A＝kN0L

为实现峰值吸收的测量，除要求光源的发射线半宽度△υe<>

发射线的中心频率(υ0)恰好与吸收线的中心频率(υ0)相重合。这就是为什么在

测定时需要一个用待测元素的材料制成的锐线光源作为特征谱线发射源的原因。

4.基态原子数与原子吸收定量基础

在原子吸收分析仪中，常用火焰原子化法把试液进行原子化，且其温度一般小于3000K。在这个温度下，虽有部分试液原子可能被激发为激发态原子，但大

部分的试液原子是处于基态。也就是说，在原子蒸汽中既有激发态原子，也有基态原子，且两状态的原子数之比在一定的温度下是一个相对确定的值，它们的比例关系可用玻尔兹曼(Boltzmann)方程式来表示：

Nj/N0=(Pj/P0)e-(Ej-E0) / kT

式中：Nj与N0 分别为激发态和基态原子数； Pj 与P0分别为激发态和基态能级的统计权重；k 为玻尔兹曼常数；T为热力学温度。

对共振吸收线来说，电子从基态跃迁到第一激发态，则E0=0，所以：

Nj/N0 = (Pj/P0) e-Ej / kT = (Pj/P0) e -hυ/ kT

在原子光谱法中，对于一定波长的谱线，Pj/P0和Ej均为定值，因此，只要T值确定，则Nj/N0即为可知。

由于火焰原子化法中的火焰温度一般都小于3000K，且大多数共振线的频率均小于6000?，因此，多数元素的Nj/N0都较小(<>

A=k’C

所以，原子吸收分析法可通过测量试液的吸光度即可确定待测元素的含量。

1.4.2 原子吸收分光光度计

原子吸收分光光度计分为单光束型和双光束型。其基本结构与一般的分光度计相似，由光源、原子化系统、光路系统和检测系统等四个部分组成。

4.2.1 光源

如前所述，为测出待测元素的峰值吸收，须使用锐线光源，即能发射半宽度很窄的特征谱线的光源。根据AAS对光源的基本要求，能发射锐线光谱的光源有蒸汽放电,无极放电灯和空心阴极灯等，但目前以空心阴极灯的应用较为普遍。

普通空心阴极灯实际上是一种气体放电灯。它包括了一个阳极(钨棒)和一个空心圆桶形阴极(由用以发射所需谱线的金属或金属合金；或以铜、铁、镍等金属制成阴极衬管，衬管的空穴内再衬入或熔进所需金属)。两电极密封于充有低压惰性气体的带有石英窗的玻璃壳内。

当两电极施加适当的电压，便开始辉光放电。此时，电子将从空心阴极内壁射向阳极，并在电子的通路上又与惰性气体原子发生碰撞并使之电离，带正电荷的惰性气体离子在电场的作用下，向阴极内壁猛烈地轰击，使阴极表面的金属原子溅射出来，而这些溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生碰撞并被激发，于是阴极内的辉光便出现了阴极物质的光谱。

空心阴极灯发射的主要是阴极元素的光谱，因此，用不同的待测元素作阴极材料，即可制成各种待测元素的空心阴极灯。但为避免发生光谱干扰，制灯时一般选择的是纯度较高的阴极材料和内充气体(常为高纯氖或氩)，以使阴极元素的共振线附近不含内充气体或杂质元素的强谱线。

空心阴极灯的操作参数是灯电流，灯电流的大小可决定其所发射的谱线的强度。但灯电流的选择应视具体情况来定，不能一概而论。因为灯电流过大，虽能

增强共振发射线的强度，但往往也会发生一些不良现象。如：灯的自蚀现象、内充气体消耗过快；放电不正常，光强不稳定等。

空心阴极灯在使用前一定要预热，预热的时间一般约为5～20min。

4.2.2 原子化系统

原子化系统的作用是将待测试液中的元素转变成原子蒸汽。具体方法有火焰原子化法和无火焰原子化法两种，前者较为常用。

火焰原子化法简单、快速，对大多数元素都有较高的灵敏度和较低的检测限，应用最广，但其缺点是原子化效率低(仅有10%)。

火焰原子化装置是由雾化器和燃烧器两部分组成，而燃烧器又分为全消耗型和预混合型，但以后者用的较多。

⒈雾化器

作用：将试液雾化；

要求：喷雾稳定，雾滴细小而均匀，且雾化效率高。

常用类型：同轴雾化器

高压助燃气(如空气、O2、N2O等)从毛细管的环隙间高速通过，在环隙至喷嘴之间形成负压区，从而使试液沿毛细管吸入，并被高速气流分散成雾滴，同时再经节流管碰在撞击球上，进一步地分散成更细小的雾滴。

⒉燃烧器

常用的预混合型燃烧器。试液雾化后进入预混合室与燃气(如乙炔、丙烷及氢气等)在室内混合，较大的雾滴在壁上凝结并从下方废液口排出，而最细的雾滴则进入火焰进行原子化。燃烧器所配置的喷灯主要是“长缝型”，一般是单缝式喷灯，且有不同的规格。常用的是适合于空气－乙炔火焰，缝长(吸收光程)为10～11cm，缝宽0.5～0.6mm的喷灯头。

⒊火焰

原子吸收光谱法测定的是基态原子对特征谱线的吸收情况，所以，应首先使试液分子变成基态原子。而火焰原子化法是在操作温度下，将已雾化成很细的雾滴的试液，经蒸发、干燥、熔化、离解等步骤，使之变成游离的基态原子。因此，火焰原子化法对火焰温度的基本要求是能使待测元素最大限度地离解成游离的基态原子即可。因为，如果火焰温度过高，蒸汽中的激发态原子数目就大幅度地增加，而基态原子数会相应地减少，这样吸收的测定受到影响。故在保证待测元素充分离解成基态原子的前提下，低温度火焰比高温火焰具有更高的测定灵敏度。

火焰温度的高低取决于燃气与助燃所的比例及流量，而燃助比的相对大小又会影响火焰的性质(即贫焰性或富焰性火焰)，火焰性质的不同，则测定时的灵敏度、稳定性及所受到的干扰等情况也会有所不同。所以，应根据实际情况选择火焰的种类、组成及流量等参数。

一般而言，易挥发或离解(即电离能较低)的元素如：Pb、Cd、Zn、Sn、碱金属及碱土金属等，宜选用低温且燃烧速度慢的火焰；而与氧易形成高温氧化物且难离解的元素如：Al、V、Mo、Ti、W等，应使用高温火焰。

在常见的Air-C2H2、N2O-C2H2、Air-H2等火焰中，使用较多的是Air-C2H2火焰。这种火焰的最高温度约2300℃，可用于35种以上元素的分析测试定。但不适于Al、Ta、Ti、Zr等元素的测定。根据燃助比的不同，Air-C2H2的性质可分为贫焰性和富焰性两种。

贫焰性Air-C2H2火焰：燃助比(Q燃～Q助)小于1:6，火焰燃烧高度低，燃烧充

分，温度较高，但该火焰能产生原子吸收的区域很窄，火焰属氧化性，仅适于Ag、Cu、Co、Pb及碱土金属等元素的测定。

富焰性Air-C2H2火焰：Q燃：Q助大于1:3，火焰燃烧高度高，温度较贫焰性

火焰低，噪声大，火焰呈强还原性，仅适于测定Mo、Cr等易氧化的元素。

在实际工作中，常选用燃助比Q=1:4的中性火焰进行测定，因为它有火焰稳定、温度较高、背景低、噪声小等特点。

4.2.3 光学系统

原子吸收分光光度计的光路系统分为外部光路系统和分光系统。

⒈外部光路系统

其作用是使光源发射出来的共振线准确地透过被测试液的原子化蒸汽，并投射到单色器的入射狭缝上。通常用光学透镜来达到这一目的。

⒉分光系统

由入射狭缝S1(Slot)投射出来的被待测试液的原子蒸汽吸收后的透射光，经反射镜M、色散元件光栅G、及出射狭缝S2，最后照射到光电检测器PM(Photometer)上，以备光电转换。

在分光系统中，单色器G的作用是将待测元素的共振线与其邻近的谱线分开，通常在G确定后，狭缝的宽度(S1和S2)就成为分光系统中一个重要的参数。所以一般应根据实际情况，来调节合适的狭缝宽度并使之与单色器G相匹配。

4.2.4 检测系统

检测系统包括检测器、放大器、对数转换器及显示装置等。

从狭缝S2照射出来的光先由光电检测器PM(光电倍增管)转换为电讯号，经放大器(同步检波放大器)将讯号放大后，再传给对数转换器(三极管运算放大器直流型对数转换电路)，并根据Iυ/ I0υ= e- KυL将放大后的讯号转换为光度测量值，最后在显示装置(仪表表头显示或数字显示)上显示出来。

当然，配合计算机及相应的数据处理工作站，则会直接给出测定的结果。

1.4.3 AAS的定量分析方法

1.4.3.1 标准曲线法

配制一组浓度由低到高、大小合适的标准溶液，依次在相同的实验条件下喷入火焰，然后测定各种浓度标准溶液的吸光度，以吸光度A为纵坐标，标准溶液浓度C为横坐标作图，则可得到A～C关系曲线(标准曲线)。在同一条件下，喷入试液，并测定其吸光度Ax值，以Ax在A～C曲线上查出相应的浓度Cx值。

在实际测试过程中，标准曲线往往在高浓度区向下弯曲。出现这种现象的主要原因是吸收线变宽所致。因为吸收线变宽常常导致吸收线轮廓不对称，这样，吸收线与发射线的中心频率就不重合，因而吸收减少，标准曲线向下弯曲。当然，火焰中的各种干扰也可能导致曲线发生弯曲。

1.4.3.2 标准加入法

在正常情况下，我们并不完全知道待测试液的确切组成，这样欲配制组成相似的标准溶液就很难进行。而采取标准加入法，可弥补这种不足。

取相同体积的试液两份，置于两个完全相同的容量瓶(A和B)中。另取一定量的标准溶液加入到B瓶中，将A和B均稀释到刻度后，分别测定它们的吸光度。若试液的待测组分浓度为Cx，标准溶液的浓度为C0，A液的吸光度为Ax，B液的

吸光度为A0，则根据比耳定律有：

Ax =k·Cx

A0 =k (C0 + Cx )

所以

Cx = Ax·C0 (A0 - Ax)

实际工作中，多采用作图法。即：取若干份(至少四份)同体积试液，放入相同容积的容量瓶中，并从第二份开始依次按比例加入待测试液的标准溶液，最后稀释到同刻度。若原试液中待测元素的浓度为Cx，则加入标准溶液后的试液浓度

依次为：

Cx +C0、Cx +2C0、Cx +4C0 ??，相应地吸光度得：Ax、A1 、A2、A3??。以A对

标准溶液的加入量作图，则得到一条直线，该直线并不通过原点，而是在纵轴上有一截距b，这个b值的大小反映了标准溶液加入量为零时溶液的吸光度，即：原待测试液中待测元素的存在所引起的光吸收效应。如果外推直线与横轴交于一点b’，则ob’= Cx。

1.4.4 干扰及其抑制

如前所述，原子吸收光谱法采用的是锐线光源，应用的是共振吸收线，吸收线的数目比发射线的数目少的多，谱线相互重叠的几率较少；而且原子吸收跃迁的起始状态为基态，基态原子数目受常用温度的影响较小，所以，N0 近似等于总原子数。因此，在原子吸收光谱分析法中，干扰一般较少。但在实际工作中，一些干扰还是不容忽视的。所以，必须了解产生干扰的可能的原因，以便采取措施使干扰对测定的影响最小。

总的来说，原子吸收光谱法中的干扰主要有光谱干扰、物理干扰和化学干扰等三大类型。

1.4.4.1 光谱干扰及其消除

光谱干扰主要产生于光源和原子化器。

⒈光源产生的干扰

⑴与分析线相邻的其它谱线的存在所引起的干扰

① 共存谱线为待测元素线。这种情况多发生在多谱线元素的测定中。如：在镍空心阴极灯的发射线中，分析线2320?附近还有许多条发射谱线(如2316?)，而这些谱线又不被镍元素所吸收，这样测定的灵敏度就会下降，自然会导致工作曲线的弯曲。不过，这样的干扰可借助于调节狭缝的宽度的办法来控制。

② 共存谱线为非待测元素的谱线。若此谱线为该元素的非吸收线，则会使测定的灵敏度下降；但若为该元素的吸收线，则当试液中含有该元素时，就会使试液产生“假吸收”，使待测元素的吸光度增加，产生正误。当然，这种误差的产生主要是空心阴极灯的阴极材料不纯引起的，且常见于多元素灯。避免这种干扰的方法是选用合适的单元素灯。

⑵ 谱线重叠的干扰

一般谱线重叠的可能性较小，但并不能完全排除这种干扰存在的可能性。这是由于共存元素的共振线与待测元素的共振线重叠而引起的。例如：被测元素铁的共振线为2719.025?，而共存元素Pt的共振线为2719.038?；又如被测Si的共振线为2506.899?,共存元素V的共振线为2506.905?等。在一定的条件下，就会发生干扰。遇到这种情况，可选择灵敏度较低的的谱线进行测量，以避免干扰。

⒉与原子化器有关的干扰

这类干扰主要是由于背景吸收所造成。

背景吸收的干扰系由气体分子对光的吸收和高浓度盐的固体微粒对光的散射所引起的。

⑴ 火焰成分对光的吸收。

波长越短，火焰成分中的OH、CH及CO等基团或分子对辐射的吸收就越严重。通常可通过调节零点或改换火焰组成等办法来消除。

⑵ 固体对光的散射

在进行低含量或痕量分析时，大量的盐类物质进行原子化器，这些盐类的细波微粒处于光路中，会使共振线发生散射而产生“假吸收”，从而引入误差。

所以，背景吸收(分子吸收)主要是由于在火焰或无火焰原子化器中形成分子或较大的质点，因此，在待测元素吸收共振线的同时，会因为这些物质对共振线的吸收或散射而使部分共振线损失，产生误差。

消除这种背景吸收对分析测定结果的影响，可通过测量与分析线相近的非吸收线的吸收，再从分析线的总吸收中扣除这部分吸收来校正；也可以用与试样组成相似的标准溶液来校正。当然，现代原子吸收分光光度计中都具有自动校正背景吸收的功能。

1.4.4.2 物理干扰(基体效应)

此类干扰是指试样在转移、蒸发过程中的某些物理因素的变化而引起的干扰效应。它主要影响试样喷入火焰的速度、雾化效率、雾滴大小及其分布、溶剂与固体微粒的蒸发等。主要因素有：

⒈ 试液的粘度影响试样喷入火焰的速度；

⒉ 试液的表面张力影响雾滴的大小及分布；

⒊ 溶剂的蒸汽压影响其蒸发速度；

⒋ 雾化气体的压力影响试液喷入量的多少。

这些因素的存在，对火焰中待测元素的原子数量有明显的影响，当然会影响到吸光度的测定。

采用配制与试液组成相近似的标准溶液、或标准加入法均可消除这种干扰。因为这种干扰对试样中的各元素的影响是相似的。

1.4.4.3 化学干扰

这是一种由待测元素与其它组分之间的化学作用所引起的干扰效应，此效应主要对待测元素的原子化效率产生影响。由于这种干扰对试样中不同的元素的影响各不相同，并随火焰温度、状态和部位、其它组分的存在、雾滴的大小等条件的变化而变化。所以它是原子吸收光谱法的主要干扰源。

化学干扰的形式有两种，一是待测元素与共存元素作用生成难挥发的化合物，致使参与吸收的基态原子数目减少。如：用火焰原子化法测Mg时，若有Al存在，Mg的原子化程度大为降低，这是由于在雾化过程中，Mg和Al在气溶胶中热力学性质更稳定的物质MgAl2O4，造成Mg的原子化程度降低。常见的元素还有

Al、Ti、B、Si、Be等，可通过使用高温火焰来降低其影响程度。二是基态原子的电离。在火焰中，当外界条件相当时，部分基态原子会推动一个或几个电子而变成离子，不发生原子吸收现象，从而使吸收强度减弱，对测定结果产生影响。这种情况是电离电位≦6eV的元素特有的，它们在火焰中易电离，且火焰温度越高，此干扰的影响就越严重。碱金属及碱土金属的这种干扰现象尤为明显。

消除化学干扰的方法应视具体情况而定。采用在标准溶液和试液中均加入某些试剂，以使化学干扰得到控制或抑制，如：为克服电离干扰而加入的“消电离剂”；为防止待测元素与共存元素形成难挥发化合物而加入的“保护剂”(掩蔽剂)及将所形成的难挥发化合物中的待测元素重又置换或释放出来的“置换剂”(释放剂)等。

当常用的简便方法都不能足以克服或控制化学干扰的影响时，可考虑采用适宜的分离手段将干扰元素分离出去。

1.5本论文的提出与主要内容

目前由于自然资源的开发及废弃物重返水环境，在许多国家和地区，已经超出自然水体的自净能力，造成了严重的水环境污染。因此，水环境污染已成为世界各国普遍关注的课题。重金属污染是水环境污染的一个重要方面。随着工农业的发展，包括重金属在内的大量污染物排人河流，造成了水质El益恶化，也带来了一系列严重后果。。为了控制和治理水体重金属污染，保护人类生存环境，国内外开展了大量的研究工作。本论文就北京水环境重金属污染的现状进行测定及分析。

通过反复测量确定使用火焰原子吸收分光光度计测定水中铜离子含量的最佳测量参数。测定采集水样的铜离子含量，并以所测得的数据分析和当地所处环境推断出水样的污染程度及其所造成的原因。

第二章 实验部分

1 实验试剂

铜标准贮备液：称取光谱纯金属铜1.0000g(准确到0.0001g)，用去离子水溶解，必要时加热直至完全溶解，用去离子水准确稀释至1000mL。

铜标准使用液：配置5份呈梯度的标准溶液（分别用移液管取100vg/ml的标准溶液1ml,2ml,3ml，4ml,5ml放入5个100ml的容量品内，加去离子水至刻度，摇匀）。

2 实验仪器

WFX-110原子吸收分光光度计

铜空心阴极灯

乙炔钢瓶

容量瓶（100ml *5）

电子分析天平

真空抽滤泵

真空干燥箱

3 实验步骤

3.1 水样采集

（1）北京不同区域自来水：顺义，大兴，通州，丰台，海淀，朝阳。

（2）北京不同区域河水：坝河酒仙桥河段，南二环右安门河段，丰台京小河洋桥段，亮马河南十里居河段，东八间，望京医院河段，黄岗子，孙河，昆玉河，红庙，护城河雍和宫河段，通惠河，亦庄工业区，亦庄橡胶厂，大兴黄村。

（3）同一地点不同时间河水:1-4月坝河酒仙桥河段

（4）不同地区公园湖水:团结湖，什刹海，汪兴湖，红领巾公园，朝阳公园 对这些水样进行水的预处理：抽滤以去除其中的杂质。

3.2测试条件的选择

在实际测试中，应综合各方面的因素，做好分析测试最佳条件的选择。通常主要考虑原子吸收分光光度计的操作条件即：元素灵敏线、灯电流、火焰、燃烧器的高度及狭缝宽度等。

3.2.1 分析线的选择

待测元素的特征谱线就是元素的共振线(也称元素的灵敏线)，也称待测元素的分析线。在测试待测试液时，为了获得较高的灵敏度，通常选择元素的共振线作为分析线。但并非在任何情况下都作这样的选择。

例如：在待测组分的浓度较高时，即使共振线不受干扰，也不宜选择元素的灵敏线作分析线用。因为灵敏线是待测元素的原子蒸汽吸收最强烈的入射线，若选择元素的共振线为分析线，吸收值有可能会突破标准曲线的有效线性范围，给待测元素的准确定量带来不必要的误差。所以，应考虑选择灵敏度较低的元素

的共振线作为分析线用。但在微量元素的分析测定中，必须选择吸收最强的共振发射线。

当然，最佳分析线的选择应根据具体情况，通过实验来确定。

3.2.2 灯电流的选择

空心阴极灯作为光度计的光源，其主要任务是辐射出能用于峰值吸收的待测元素的锐线光谱――即特征谱线。那么欲达到这个目的，就须选择有良好发射性能的空心阴极灯，可空心阴极灯的发射特性又取决于灯电流的大小，所以，选择最适宜的灯电流就成为能否准确分析的操作条件之一。一般情况下，尽管市售商品空心阴极灯都标有允许使用的最大工作电流，但也并不是工作电流越大越好，其确定的基本原则是：在保证光谱稳定并具有适宜强度的条件下，应使用最低的工作电流。

3.2.3 火焰的确定

对装配有火焰原子化器的光度计来说，火焰选择的是否恰当，直接关系到待测元素的原子化效率，即基态原子的数目。这就需要根据试液的性质，选择火焰的温度；根据火焰的温度，再选择火焰的组成，但同时还要考虑到，在测定的光谱区间内,火焰本身是否有强吸收。因为组成不同的火焰其最高温度有着明显的差异，所以，对于难离解化合物的元素，应选择温度较高的火焰如：Air-C2H2、N2O-C2H2等。反之，应选择低温火焰，以免引起电离干扰。当然，确定火焰类型

后，还应通过实验进一步地确定燃助比。

3.2.4 燃烧器的高度

不同性质的元素，其基态原子浓度随燃烧器的高度即：火焰的高度的分布是不同的。如图4-11所示，氧化稳定性高的Cr，随火焰调试的增加，其氧化特性增强，形成氧化物的倾向增大，基态原子数目减少，因而吸收值相对降低；而不易氧化的Ag，其吸收值随火焰高度的增加而增大。但对于氧化物稳定性居中的Mg来说，其吸收值开始时是随火焰高度的增加而增加，但达到一峰值后却又随火焰高度的增加而降低。所以，测定时应根据待测元素的性质，仔细调节燃烧器的高度，使光束从N0最大的火焰区穿过，以获得最佳的灵敏度。

3.2.5 狭缝宽度

在原子吸收光谱分析法中，谱线重叠的可能性一般比较小，因此，测定时可选择较宽的狭缝，从而使光强增大，提高信噪比。但还应考虑到单色器分辨能力的大小、火焰背景的发射强弱以及吸收线附近是否有干扰线或非吸收线的存在等。

如果单色器的分辨能力强、火焰背景的发射弱、吸收线附近无干扰线，则可选择较宽的狭缝，否则，应选择较窄的狭缝。

总之，对于通常所遇到的上述条件，原则上均应以实验手段来确定最佳操作条件。

测定条件：

3.3 数据记录与分析

曲线方程：0.0056X+0.0121 相关系数：0.993716 D.L(vg/ml)：0.7430 C0（vg/ml)：0.7839

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3.3.2 北京不同区域自来水

3.3.3 北京不同区域河水

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（2）采集水样地点及其分析

亮马桥

从图中可以看出采集地点毗邻加油站，医院，且在在其附近有东风制药厂，由此我们可以推断出其水质的特点：含有大量医院用废水，药厂废水，加油站污染水。

东八间

从图中我们可以看出采集点毗邻五环，有汽车尾气所引起的水污染较为严重，引流预付金不靠近住宅区故生活污水较少。

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望京医院

从图中我们可以看出采集点毗邻医院，公路及大片住宅区，医院污水，汽车尾气所带来的水污染，大量生活污水是水质污染的主要原因。

黄岗子

从上图可知采集点附近有两个汽车修理厂且在其不远处有医院及大量住宅区，这些都是主要污染源。

孙河

由图可知采集点毗邻京密路，高白路，汽车尾气所引起的水污染是其主要

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污染源。

昆玉河

有上图可知才几点毗邻四环，附近有大量住宅区，汽车尾气所引起的水污染及生活用水使其水质污染的主要原因。

红庙

由图知采集点毗邻朝阳北路及金台路，附近有大量住宅及各种小，中型商铺，汽车尾气所引起的水污染及大量生活用水，商业用水是其主要污染源。

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雍和宫

由上图可知采集点毗邻繁忙的公路且附近有大量住宅及小，中型商铺，因汽车尾气和生活，商业污水所引起水污染是主要污染原因。

通惠河

采集点附近毗邻两条汽车主干道及三家汽车修理厂，汽车尾气所引起的水污染和汽车修理厂所产生的废水是主要污染。

酒仙桥

采集点附近有大量平房，毗邻公路，附近有一家造纸厂，因此生活污水，汽车尾气所引起的水污染及造纸厂所产生的污水是主要污染源。

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亦庄工业区

采集点毗邻京津塘高速，附近有大量住宅区且因在工业区内，所以是汽车尾气所引起的水污染，生活污水是主要污染。

亦庄橡胶厂的采集样本中生产橡胶所产生的污水是其主要污染原因。

大兴黄村

采集点附近有高速公路，医院，大量住宅区，因此汽车尾气所引起的水污染，医用污水，生活污水是其主要污染源。

右安门

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采集点毗邻右安门大街，附近有汽车修理厂，大量住宅区及小，中型商铺，因此汽车尾气所引起的水污染，汽车修理厂所产生的污水，生活污水商业污水是其主要污染源因。

丰台洋桥

采集点毗邻三环，附近有大量住宅区及小中型商铺，因此汽车尾气所引起的水污染和生活及商业污水是其主要污染源因。

3.3.4同一地点不同时间河水:1-4月坝河酒仙桥河段

3.3.5不同地区公园湖水

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第三章 实验结果分析

1 北京不同区域自来水 由表格2我们可以知道，北京各城区自来水的质量都相对良好，没有超标水体，这说明北京的自来水管理水平较为严格，饮用水不存在因重金属铜元素对人体产生伤害，我们可以放心饮用。

2北京不同区域河水

由表格三及采集点地图我们可以知道，北京各城区河水的污染受周边环境影响较大，其主要污染源分别为：汽车尾气所引起的水污染，生活污水，商业污水，医院污水，汽车修理厂所产生的污水，工业废水。

3 同一地点不同时间河水:1-4月坝河酒仙桥河段

由表格4我们可以看出随着温度的升高所测得的数据逐渐降低，因此我们推断这是由于温度升高，河水解冻，单位时间内的流量增大，使污染物无法沉积。

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4 不同地区公园湖水 有表格5我们可知，这五个公园的的湖水中重金属铜的含量虽没有超标但其水质并不很好，为了游客的身体健康，今后我们应该加强湖水的治理。

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第四章 结论

通过研究表明北京各城区的自来水水质相对较好，应继续保持。不同区域河水污染受周边影响较大，应在治理水体的同时加强周边污染源的治理。同一地点不同时间河水的污染扩散程度不同，应根据实际情况采取不同的治理方法。各城区公园湖水水质并不理想在今后我们应在增大这方面的治理力度的同时加强我们自身的环保意识。

致 谢

时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，相聚不易，离别

亦难。离校日期已日趋渐进，毕业论文的完成也随之进入了尾声。从开始进入课题到论文的顺利完成，一直都离不开老师、同学、朋友给我热情的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！

三年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实

践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。很庆幸这三年来我遇到了如此多的良师益友，无论在学习上、生活上，还是工作上，都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在一个充满温馨的环境中度过三年的大学生活。感恩之情难以用言语量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。

在此，要特别感谢一直指导我们完成毕业设计的指导老师汤亚芳，在撰

写毕业论文的过程中，遇到过各种各样的问题，如题目的拟定、开始的准备工作、材料的搜集整理、论文的格式要求、论文的撰写、修改，以及最后的完善等。正是金老汤师严谨的态度、热情的帮助以及耐心的辅导才使我们的论文能够圆满完成。

“长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。”这是我少年时最喜欢的诗句。

就用这话作为这篇论文的一个结尾，也是一段生活的结束。希望自己能够继续少年时的梦想，永不放弃。

参考文献

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【2】杨晓婧，李美丽，白建。 火焰原子吸收光谱法测定废水中的重金属离子[J]。华光谱实验室，2010,1（1）:36-40。

【3】王秋利。 安康市水体中重金属含量的测定研究[J]。安徽农学通报，2009年，14：28-30。

【4】罗文桥，李文辉，蔡坤联，储召华。火焰原子吸收光谱法测定粤东第一温泉中钾、钠、钙、锰和锌[J]。光谱实验室，2005，2（3）：46-49。

【5】罗天雄，周建平，刘世。汉江中上游水体中重金属含量的测定研究[J]。同安徽农学通报，2007年，2（1）：21-24。

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【10】胡春华，周文斌，黄宗兰，郭春晶，王毛兰。环潘阳湖区农村饮用水重金属健康金属评价[J] 。江西师范大学学报，2010，1（1）：22-26。

范文五：重金属的测定

重金属的测定

作者：罗喜清 颜景林 李艳 赵宗宝 张丽娟 孙道元

来源：《神州·中旬刊》2013年第01期

摘要：纺织品中含铅的主要原因是采取了含铅的染化料，助剂，稳定剂，以及服装加工时采用含铅金属附件或饰品等，容易导致纺织品含铅超标。铅是一种对神经系统有害的重金属元素， 特别是儿童代谢功能尚不完善，很容易发生铅中毒事故。本文针对生活中纺织品中含铅量超标的现象，借助电子探针和扫描电镜X 射线能谱分析（SEM/EDS）以及电感耦合等离子体原子发射光谱法等微量物证分析手段，来确检测样品是否有铅超标的现象存在。 关键词：拉头 拉链 铅含量 ICP

Abstract： The main reason of textiles containing lead is taking the lead dyestuff， chemicals， stabilizer. At the same time， the garment is manufactured using accessories which contain lead. All this is easy to cause the textiles containing lead out of range. Lead is a kind of heavy metal elements， it’s harmful to nervous system， especially children metabolic function is not perfect， it is easy to happen lead poisoning accident. In view of the phenomenon， with the scanning electron microscopy （SEM ） and electron probe X-ray energy spectrum analysis （SEM/EDS） and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry and other trace material evidence analysis technique， to truly test sample have lead paint phenomenon exists.

Keyword： the head of zipper； zipper； lead content； ICP；

1.背景资料

现在生活中人们对纺织品重金属含量超标越来越重视，各国政府对服装印刷的树脂图案或面料涂层以及对所使用的纽扣，拉链 ，铆钉，按钮，饰牌等金属辅助材料的铅含量都有严格的控制，出台了大量的法规，标准。正因为如此，也给各大纺织品生产厂商带来很大的压力，如何对原材料的以及成品的控制成为他们新的课题，也是新的挑战，对此我们开发了一套完整的鉴定方法，通过微量鉴定的手段给供货双方一个清晰地答案。

2.微量物证技术在纺织品中含铅量是否超标鉴定方面的技术应用方案

第一项 取样，针对需要鉴定的样品进行取样封存。

第二项 借助电子探针和扫描电镜X 射线能谱分析进行定性测试，确认该样品是否含铅。 第三项 通过不同的前处理方法，用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行铅定量测量。

3.实际案例

以下我们以一真实的案例来说明，原告某拉链有限公司与被告某制衣公司签订买卖合同，由原告向被告供应拉链（含拉头），被告认为拉头铅含量超标，通过法院提出鉴定要求。

3.1 我所两位鉴定人于20XX 年XX 月XX 日在原告、被告和委托方三方人员的见证下至被告处取样两包拉链（含拉头，颜色分别为粉色、红色，分别命名为样品1、样品2），至原告处取样一包拉链（含拉头，颜色为蓝色，命名为样品3），并封样带回。

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3.2 EDS（能谱）定性检测

依据GB/T 17359-1998《电子探针和扫描电镜X 射线能谱分析通则》，对样品1～3样品进行前期处理，分离出拉头基材和拉头涂层然后对其分别进行EDS （能谱）检测，检测结果显示送检的拉头基材主要含锌和铝元素，拉头涂层主要含碳、氧、硅、钛、铝和氯元素（见图

1）。

3.2 样品可萃取铅含量测定

依据GB/T 17593.2-2007《纺织品 重金属的测定 第2部分 电感耦合等离子体原子发射光谱法》检测样品拉头的涂层、基材和总可萃取铅含量，试验过程为：将每种试样剪至5mm*5mm以下各自混匀，然后称取4g 试样2份（供平衡试验），放入80ml 酸性汗液中，将纤维充分浸湿后，放入恒温水浴振荡器中振荡60分钟后取出，静置冷却至室温，放入ICP 设备中检测，该项测试是模拟人类实际触摸样品时，是否有铅超标的现象发生，检测过程图片见图2～图3，检测结果见下表：

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注：检出限为0.18mg/kg；mg/kg表示毫克每千克。

3.3 样品微波消解法总铅含量测定

依据GB/T 23994-2009中微波消解法检测样品拉头涂层和基材的总铅含量，试验过程为：将样品粉碎后取0.1～0.2g 置于微波消解罐中，分别加入5ml 的硝酸和2ml 的过氧化氢，然后将消解罐封闭，进行加热熔解后制成标准液，然后通过ICP 手段检测出样品整个含铅量，测试过程见图4，结果如下表所示：

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根据《生态纺织品标准100—一般要求和特殊要求》，婴幼儿用品、直接或非直接接触皮肤用品以及装饰材料中的总铅含量应小于90mg/kg。由上表可知，3种颜色送检的拉头的涂层总铅含量为2～7mg/kg，基材总铅含量为23～25mg/kg，符合上述标准要求。

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