环境空气中铅的测定

（西部矿业集团科技发展有限公司，青海 西宁 810007）

铅对人体和动物而言，是一种有毒金属，会引发贫血症、神经节能失调、肾损伤等疾病。环境空气中铅主要来源于蓄电池、冶炼、五金、电镀等产业生产中排放的废气。检测难度较大，常用的检测方法为石墨炉原子吸收光谱测定，但此项技术具有一定的局限性，检测精度有限，数据真实度影响因素多，如若联合双硫腙分光光度测定技术可有效解决这一问题，提升环境空气中铅测定的效率和精度，值得大范围推广应用。

1 环境空气中铅测定原理分析

在pH值在8.5～11.0的碱性溶液中，环境空气中的铅离子会和双硫腙铅红色络合物，溶于三氯甲烷或者四氯化碳等有机溶剂中。

按照红色深浅的比色定量不同，铅测定方法又可分为两种。一种是混合测定法，当双硫腙三氯甲烷溶液提取完成之后，在绿色双硫腙和红色双硫腙铅混合后，存在下比色定量的特性。另一种是单色测定法，当双硫腙三氯甲烷溶液提取完成之后，采用氰化钾溶液清洗过剩的双硫腙，促使三氯甲烷层能够呈现出双硫腙铅的红色，再进行比色定量分析，就可以获知环境空气中的铅含量。

2 环境空气中铅测定试验分析

2.1 试验仪器选择

石墨炉原子吸收光谱测定和双硫腙分光光度测定相互结合的方法，是目前环境空气中铅测定的主要方法，在整个测定过程中，需要用到仪器包括：采样夹、滤料（滤料超细玻璃纤维滤纸）、高功率抽气机、流量计（计量范围在0ml/min～20ml/min）、分光光度计（多为10mm比色皿）。

2.2 试验试剂制备

石墨炉原子吸收光谱测定和双硫腙分光光度测定相互结合的方法检测环境空气中铅时，涉及到的步骤比较多，因此，试剂的种类也比较多，常用试剂包括以下几类。

无铅水：无铅水在环境空气中铅测量的用量比较大，在本次试验中采用了蒸馏水用全玻璃蒸馏器制作而成。

硝酸：为保证铅测定的准确性，在本次试验中，采用了优级纯硝酸溶液（3+97）。

柠檬酸铵溶液：在试验测定中，需要用到浓度为500g/L的柠檬酸铵溶液，称取50.0000g柠檬酸铵，然后加入适量的水进行溶解，置于250ml的分液漏斗中，然后加入几滴酚红指示剂，并用氨水进行调节，直至溶液呈现红色，保证pH值在8.5～11.0之间，促使溶液呈弱碱性。每次用双硫腙三氯甲烷溶液反复提取铅，直到双硫腙三氯甲烷溶液呈现绿色不变为止，对剩余残留的双硫腙可用纯净的三氯甲烷进行清洗，直到三氯甲烷层呈现无色为止，去除三氯甲烷层，最后加入制备好的无铅水稀释到100ml。

酚红指示剂：称取0.1g酚红，放到小烧杯中，加入适量的无铅水，不断搅拌溶解之后，再倒入250ml容量瓶中，用无铅水定容至刻度，摇匀。

氰化钾溶液：（100g/L），10g氰化钾（优级纯）将其融入到无铅水中，再适量添加无铅水，稀释到100ml，摇匀。

三氯甲烷：在环境空气铅测定中，三氯甲烷的浓度为P20=1.484g/ml，在每100ml的三氯甲烷中加入1ml乙醇。

双硫腙三氯甲烷溶液：为保证该溶液的透光度达到60%，需要提取纯的三氯甲烷溶液稀释到透光度（在波长520nm下进行测量），保证双硫腙三氯甲烷溶液呈现翠绿色。

2.3 标准溶液和滤料处理

标准溶液：称取1.598g硝酸铅（优级纯，在105℃的恒温干燥箱中烘2小时左右）于一烧杯中，加无铅水进行溶解，然后移入到1000ml容量瓶中，加入10ml硝酸（优纯级不小于1.46g/ml），用无铅水稀释至刻度，摇匀。则此溶液的铅含量为1mg/ml，最后将此溶液用1+99硝酸稀释100倍，配成10μg/ml铅的标准溶液[1]。

滤料处理：滤料处理是石墨炉原子吸收光谱测定和双硫腙分光光度测定相互结合的方法测定环境空气中铅含量的关键环节，为保证铅测定的精度，需要用硝酸将滤料浸洗3～5min，去除后，用无铅水冲洗3～5遍，在室内自然晾干备用。

在采样时，将处理完成的滤料固定在采样夹上，用10L/min的速度抽取150L空气。

2.4 试验过程

为验证石墨炉原子吸收光谱测定和双硫腙分光光度测定相互结合方法测定环境空气中铅的有效性和准确性，需要进行对照试验，选择未采过样的处理过的滤料，按照样品的处理进行处理，作为试验的空白对照组[2]。

将选择好的滤料放在小烧杯中，加入20ml硝酸溶液，放置到低温电热板上缓慢煮沸，持续煮沸15～20min，在煮沸过程中需不断搅拌，20min之后进行离心处理，处理之后转入25ml比色管中。再用热硝酸溶液洗涤烧杯3～5次，加入硝酸至刻度，摇匀，移取10.0ml的样品溶液于比色管中进行对比分析。标准工作曲线的配置时，可按照表1进行配置。

表1 铅标准工作曲线的配制表

如果在测定中，采用了混色测定法，可向6个铅标准比色管中分别加入0.5ml柠檬酸铵溶液，滴入2滴盐酸羟胺溶液和1滴酚红指示剂，充分摇匀，通过氨水调节到红色。然后再加入5ml双硫腙三氯甲烷溶液，塞紧比色管后，振动摇晃100次后静置10min，去除水层，取三氯甲烷层在波长520nm下，通过1cm比色皿进行比色，再用铅含量对吸光度进行绘图，制作标准曲线[3]。

如果采用了单色法，则可以向双硫腙三氯甲烷溶液中加入15ml双硫腙洗除液，振动摇晃30次即可，待分层之后，去除水层，取三氯甲烷层中在520nm下，用1cm比色皿进行比色，绘制标准曲线图。

3 精密度分析

自本次试验中，对采集的样品进行了6次试验，实验结果如表2所示。

表2 试验结果分析表

空白溶液测定6次，铅浓度分别是0.0163、0.0163、-0.01225、-0.01256、-0.01225、0.0163。 标 准 差 为1.53×10-3，用3倍空白测定标偏差为溶液的检出限，以采样体积50m³进行计算，则检出限为9.2×10-4mg/m³。

通过上述数据可以看出，采用石墨炉原子吸收光谱测定和双硫腙分光光度测定相互结合的方法测定环境空气中铅的含量，精密度比较高，达到3.11%，检出限达到9.2mg/m³，满足国家环境保护对环境空气中铅测定的要求。

加标回收试验：选择一张石英滤膜，从中间剪开，一分为二，其中一半做空白测定，另一半滴家相应浓度的标准溶液，进行加标回收试验，通过硝酸浸泡法进行合理处理，然后按照仪器测定条件进行加标试验测定，样品的回收率铅97.1%～105.3%，回收率比较高，介质干扰比较小。

4 环境空气中铅测定的注意事项

环境空气中铅测定是一项非常复杂，且技术含量比较高的工作，为保证测定精度，为环境空气治理提供数据参考和支持，既要选择合理测定技术、测定设备、测定方法等，也要加强各重点事项的控制工作，主要包括以下内容。

第一，采用双硫腙提取铅时，要严格控制pH值，控制在8.5～11.0之间，否则会影响测定结果的准确性。

第二，硫腙容易被氧化，很多金属离子和氧化剂都能氧化硫腙，因此，在提纯过程中，需要加强保存和分析，保证其具有足够的纯度和稳定性，尽量在棕色瓶中低温存储。

第三，所选择的各种试剂，都需要进行提纯处理，以保证测定的精度。

5 结束语

综上所述，本文结合理论实践，分析了环境空气中铅的测定，分析结果表明，铅污染愈发严峻，对环境空气质量和人身健康构成了严重威胁，需要进行精确测定，才能为铅污染治理提供数据支持和理论参考。采用石墨炉原子吸收光谱测定和双硫腙分光光度测定相互结合的方法测定环境空气中铅的含量精度比较高，而且经济性显著，值得大范围推广应用。