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在水質重金屬鋅的測定過程中,共存離子及基體成分對測量結果的干擾是影響數據準確性的主要技術難題。天然水體及各類廢水成分復雜,含有多種金屬離子、無機陰離子及有機物質,這些共存組分可能通過光譜重疊、絡合競爭、基體效應或電化學干擾等機制,導致鋅的測定值偏高或偏低。因此,針對不同測定方法的特點,采取相應的干擾排除措施,是確保鋅含量數據真實可靠的關鍵環節。 一、分光光度法中的掩蔽與分離策略 分光光度法是水質鋅測定的常用手段,其干擾主要來源于共存金屬離子與顯色劑發生相似反應,以及氧化性物質對顯色劑的破壞。雙硫腙分光光度法中,鉍、鎘、鈷、銅、金、鉛、汞、鎳、鈀、銀和亞錫等離子均會對鋅的測定產生干擾。針對此類干擾,硫代硫酸鈉是應用最為廣泛的掩蔽劑,通過在特定pH條件下與干擾離子形成穩定絡合物,可有效消除上述多種金屬離子的影響。三價鐵、余氯及其他氧化劑可使雙硫腙氧化變色,需預先加入抗壞血酸等還原劑加以消除。 二甲酚橙分光光度法測定微量鋅時,采用多種掩蔽劑協同作用的策略:抗壞血酸用于還原鐵離子,氟化銨掩蔽錫、鋁、鈦、鋯及稀土元素,硫代硫酸鈉掩蔽銅和鎘,L-半胱氨酸掩蔽鎳。5-Br-PADAP顯色體系中,六偏磷酸鈉、檸檬酸三銨和β-DTCPA等掩蔽劑可有效消除水庫水和海水中多種共存離子的干擾。對于干擾嚴重的樣品,還可采用萃取分離法——將鋅與二乙基二硫代氨基甲酸鈉絡合后萃取至氯仿,再用鹽酸反萃取,一般干擾物在兩次萃取過程中均可去除。 二、原子吸收光譜法中的基體干擾與背景校正 原子吸收光譜法測定鋅時,干擾主要表現為化學干擾和光譜干擾兩類。溶解性硅含量超過20 mg/L時會使鋅的測定結果偏低,加入200 mg/L鈣可消除這一干擾。鐵含量超過100 mg/L時會抑制鋅的吸收信號。高鹽度樣品在低于350 nm波長處可能出現非特征吸收,需借助儀器的背景扣除功能加以校正。 針對基體干擾,常用措施包括加入釋放劑(如氯化鍶、硝酸鑭)以消除硅、鋁、鐵等元素的干擾,以及采用基體改進劑(如EDTA銨鹽)改善石墨爐原子吸收法的測定條件。在火焰原子吸收法中,酸性介質的種類和濃度也會影響鋅的吸光度值,需嚴格控制樣品前處理條件。對于海水等高基體樣品,儀器必須具備氘燈或塞曼效應背景校正能力,以消除分子吸收造成的背景干擾。 三、陽極溶出伏安法中的金屬間化合物干擾 陽極溶出伏安法測定鋅時,銅的干擾最為突出。在汞膜電極上,銅與鋅會形成金屬間化合物,導致鋅的溶出峰受到抑制,測定結果偏低。消除這一干擾的有效方法之一是加入鎵作為掩蔽劑——鎵與銅形成的金屬間化合物較銅鋅化合物更為穩定,從而將銅從干擾體系中“競爭”出去。另一種策略是采用巰基棉分離技術:將水樣調至pH 3.0后經巰基棉過濾,銅被定量吸附而鋅不被吸附,從而實現兩者的有效分離。此外,選擇合適的支持電解質和輔助絡合劑也可增大各離子的溶出峰電位差,減少相互干擾。 ICP-MS測定鋅時,干擾主要來源于同量異位素重疊和多原子離子干擾。采用碰撞/反應池技術(如氦氣碰撞模式)可有效降低分子離子干擾。選擇合適的內標元素進行校正,可補償基體效應和儀器漂移帶來的影響。對于復雜基體樣品,稀釋樣品也是降低基體干擾的有效手段。
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