总铜测定方法.docx
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总铜测定方法
总铜
铜（Cu）是人体必不可少的元素，成人每日的需要量估计为20mg。
水中铜达0.01mg/l时，对水体自净有明显的抑制作用。
铜对水生生物毒性很大，有人认为铜对鱼类的起始毒性浓度为0.002mg/l，但一般认为水体含铜0.01mg/l对鱼是安全的。
铜墙铁壁对水生生物的毒性与其在水体中的形磁性有关，游离铜离子的毒性比络合态铜要大得多。
灌溉水中硫酸铜对水稻的临界危害浓度为0.6mg/l。
世界范围内,淡水平均含铜3μg/l,海水平昀含铜矿0．25µg/l。
铜的主要污染源有电镀、冶炼、五金、石油化工和化学工业等部门排放的废水。
方法的选择
直接吸入火焰原子吸收分光光度法测定快速、干扰少，适合分析废水和受污染的水。
分析清洁水可选用萃取或离子义换火焰原子吸必分光光度法，也可先用石墨炉原子吸收分光光度法。
但后一种方法基体干扰比较复杂，要注意干扰的检验和校正。
没有原子吸收分光光度计的单位可选用二乙氨基二硫代甲酸钠萃取光度法、新亚铜灵萃取光度污、阳极溶出伏安法或示波极谱法。
一、原子吸收分光光度法
（一）直接吸入火焰原子吸收分光光度法
GB7475--87
概述
1、方法原理
将样品或消解处理好的试样直接吸入火焰，火焰中形成的原子蒸气对光源发射的特征电磁辐射产生吸收。
将测得的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较，确定样品中被测元素的含量。
2、干扰和消除
地下水和地表水中的共存离子和化保物，在常见浓度下不干扰测定。
当钙的浓度高于是1000mg/l时，抑制镉的吸收，浓度为2000mg/l时，信号抑制达成19%。
在弱酸性条件下，样品中六价铬的含量超过30mg/l时，由于生成铬酸铅沉定而使铅的测定结果偏低，在这种情况下需要加入1%搞坏血酸将六价铬还原成三价铬。
样品中溶解硅的含量超过20mg/l时干扰锌的吸收。
当样品中含盐量很高，分析线波长又低于350nm时，可能出现非特征吸收。
如高浓度钙，因产生非特征吸收，即背景吸收，使铅的测定结困偏高。
基于上述原因，分析样品前需要检验是否存在基体干扰或背景吸收。
一般通过测定加标回收率，判断背景吸收的大小。
根据下表选择与选用分析线相对应的非物征吸收谱线。
背景校正用的邻近线波长
元素
分析线波长（nm）
非物征吸收谱线（nm）
镉
铜
铅
锌
228.8
324.7
283.3
213.8
229（氘）
324（锆）
283.7（锆）
214（氘）
根据检验的结果,如困存在基体十扰,可中入十扰抑制刘,或用标准加入法测定并计算结果.如果存在背景吸收,用自动背景校正装置或邻近非特征吸收谱线法进行校正.后一种方法是从分析线处测得的吸收中扣除邻邦近非特征吸上谱线处的吸收,得到被测元素原子的真正吸收.此外,也可通过合萃以或样品稀释、分离或降低产生基体干扰或背景吸收的组分。
3、方法的适用范围
本法适用于测定地下水、地表水和废水中的镉、铅、铜和锌。
适用浓度范围与仪器的特性有关，下表列出一般仪器的适用浓度范围。
适用浓度范围
元素
适用浓度范围（mg/l）
镉
铜
铅
锌
0.05-1
0.05-5
0.2-10
0.05-1
仪器
原子吸收分光光度计、背景校正装置，所测元素的元素灯及其他必要的附件。
试剂
（1）硝酸（优级纯）
（2）高氯酸（优级纯）。
（3）去离子水。
（4）燃料：
乙炔，纯度不低于99.6%。
（5）氧化剂：
空气，由气体压缩机供给，以过必要的过滤和净化。
（6）金属标准贮备溶液：
准确称取0.5000g光谱纯金属,用适量1+1硝酸溶解,必要时加热直至溶解完全.用水稀释至500.0ml,此溶液每毫升1.00mg金属。
（7）混合标准溶液：
用0.2%硝酸稀释金属标准贮备溶液配制而成，使配成的混合标准溶液每毫升含镉、铜、铅和锌分别为10.0、50.0、100.0和10.0μg。
步骤
1．样品预处理
取100ml水样放入200ml烧杯中，加入硝酸5ml，在电热板上加热消解（不要沸腾）。
蒸至10ml左右，加入5ml硝酸，继续消解，直至1ml左右。
如果消解不完全，再加入硝酸5ml和高氯酸2ml，再次蒸至1ml左右。
取下冷却，加水溶解残渣，通过预先用酸洗过的中速滤入100ml容量瓶中，用水稀释至标线。
取0.2%硝酸100ml，按上述相同的程序操作，以此为空白样。
2．样品测定
按下表所列参数选择分析和调节火焰。
仪器用0.2%硝酸调零。
吸入空白样和试样，测量其吸光度。
扣除空白样吸光度后，从校准曲线上查出试样中的金属浓度。
如可能，也可从仪器上直按读出试样中的金属浓度。
分析线波长和火焰类型
元素
分析线波长（nm）
火焰类型
镉
铜
铅
锌
228.8
324.7
283.3
213.8
乙炔-空气，氧化型
乙炔-空气，氧化型
乙炔-空气，氧化型
乙炔-空气，氧化型
3．校准曲线
吸取混合标准溶液0，1.00，3.00，5.00和10.00ml，分别放入6个100ml容量瓶中，用0.2%硝酸稀释定容。
此混合标准系列各金属的浓度见下表。
接着按样品测定的步骤测量吸光度。
用经空白皎正的各标准的吸光度对相应的浓度作图，绘制校准曲线。
标准系列的配制和浓度
混合标准使用
溶液体积（ml）
0
0.50
1.00
3.00
5.00
10.00
标准系列各金属浓度（mg/L）
镉
0
0.05
0.10
0.30
0.50
1.00
铜
0
0.25
0.50
1.50
2.50
5.00
铅
0
0.50
1.00
3.00
5.00
10.0
锌
0
0.05
0.10
0.30
0.50
1.00
注：
定容体积100ml
计算
被测金属（mg/L）=
式中，M—从校准曲线上查出或仪器直接读出的被测金属量（μg）；
V—分析用的水样体积（ml）。
精密度和准确度
精密度和准确度，如下表所示。
精密度和准确度
元素
参加实验室数目
质控样品金属浓度
（μg/L）
平均测定值（μg/L）
实验室内相对标准偏差（%）
实验室间相对标准偏差（%）
铜
7
100
96
6.1
6.9
铜
5
500
480
3.1
7.1
锌
8
100
99.9
2.4
3.1
锌
4
500
507
1.6
2.2
（二）萃取火焰原子吸收分光光度法
GB7475—87
概述
1．方法原理
被测金属离子吡咯烷二硫代氨基甲酸铵或碘化钾络合后，萃入甲基异丁甲基异丁基甲酮，然后吸入火焰进行原子吸收分光光度测定。
2．干扰及其消除
采用吡咯烷二硫代氨基甲酸铵-甲基异丁基甲酮（APDC-MIBK）萃取体系时，如果样品的化学需氧量超过500mg/l，可能影响萃取效率。
含铁量低于5mg/l时不干扰测定。
当水样中的铁量较高时，采用碘化钾-甲基异丁基甲酮（APDC-MIBK）萃取体系的效果更好。
如果样品中存在的某类络合剂与被测金属离子形成络合物，比与吡咯烷二硫代氨基甲酸铵或碘化钾开成的络合物更稳定，则必须在测定前将其氧化分解除去。
3．方法的适用范围
本法适用于地下水和清洁地面水。
分析生活污水、工业废品率水和受污染的地面水时，样品需预先消解。
适用浓度范围与仪器的特性有关，下表列出了一般仪器的适用浓度范围。
适用浓度范围
元素
适用浓度范围（μg/L）
镉
1—50
铜
1—50
铅
10—100
仪器
原子吸收分光光度计，所测元素的无素及其他必要的附件。
试剂
（1）甲基异丁基甲酮（C6H12O）。
（2）水饱和的甲基异丁基甲酮：
在分液漏斗中放入甲基异丁基甲酮和等体积的水，摇动30s，分层后弃去水相，有机相备用。
（3）10%（m/V）氢氧化钠溶液：
用优级纯试剂配制。
（4）盐酸溶液：
1+49。
用段级纯试剂配制。
（5）2%（m/V）吡咯烷二硫代氨基甲酸铵（C5H12N2S2）溶液：
将2.0g吡咯烷二硫代氨基甲酸铵溶于100ml水中。
必要时用以下方法进行纯化：
将配好的溶液放入分液漏斗中，加入等体积的甲基异丁基甲酮，摇动30S，分层后放出水相备用，弃去有机相。
此溶液用时现配。
（6）1mol∕L碘化钾溶液：
将166.7g碘化钾溶于水，稀释至1L。
（7）5%（m/v）抗坏血酸溶液。
（8）去离子水：
电阻率不小于2×106Ω•*cm，金属含量应尽要能低。
（9）燃料：
乙炔，纯度不低于99.6%。
（10）氧化剂：
空气，由气体压缩机供给，经过必要的过滤和净化。
（11）金属标准贮备溶液：
准确称取0.5000g光谱纯金属,用适量1+1硝酸溶解,必要时加热直至溶解完全.用水稀释至500.0ml,此溶液每毫升1.00mg金属。
（12）混合标准溶液：
用0.2%硝酸稀释金属标准贮备溶液配制而成。
配成的溶液每毫升含镉、铜和铅分别为0.500，0.500和2.00μg。
步骤
1．样品预处理
如果样品需要消解，按本节
（一）法（即直接吸入火焰原子吸收法）中的样品预处理程序进行消解。
2．APDC-MIBK萃取法
（1）样品测定：
1萃取：
取100ml水样或消解好的试样置于200ml烧罘中，同时取0.2%硝酸100ml作为空白样。
用10%氢氧化钠或1+49盐酸溶液调上述各溶液的PH为3.0（用PH计指示）。
将溶液转入200ml容量瓶中，加入2%吡咯烷二硫代氨基甲酸铵溶液2ml，摇匀，准确加入甲基异丁基甲酮10.0ml，剧烈摇动1min。
静止分层后，小心地沿容量瓶壁加入水，使有机相上升到瓶颈中进样毛细管可达到的高度。
2测量：
点燃火焰，吸入水泡和的甲基异丁基甲酮，按表分析线波长和火焰类型的参数选择分析线和调节火焰，并将仪器调零。
吸入空白样和试样的萃取有机相，测量吸光度。
扣除空白样吸光度后，从校准曲线上查出有机相中被测金属的含量。
如可能，也可从仪器上直接读出金属的含量。
（2）校准曲线：
吸取0，0.50，1.00，2.00、5.00和10.00ml混合标准溶液，分别放入200ml刻度烧杯中，用0.2%硝酸稀释至100ml。
此标准系列各被测金属的量，见下表。
然后近样品测定步骤进行萃取和测量。
用经过空白校正的各标准液吸光度对相应的金属量作图，绘制校准曲线。
标准系列配制和浓度
混合标准使用
溶液体积（ml）
0
0.50
1.00
3.00
5.00
10.00
标准系列各金属浓度（mg/L）
镉
0
0.05
0.10
0.30
0.50
1.00
铜
0
0.25
0.50
1.50
2.50
5.00
铅
0
0.50
1.00
3.00
5.00
10.0
注：
定容体积为100ml。
3．KI-MIBK萃取法
（1）样品测定：
1萃取：
取水样或消解好的度样50ml，放入125ml分注漏斗中。
加入1mil/l碘内线钾溶液10ml，摇匀后加入5%抗不血酸溶液5ml，再摇匀。
准确加入甲基异丁基甲酮10.0ml，摇动1—2min，静止分层后弃去水相，用滤纸吸干分液漏斗颈管中的残留液，将有机相转入10ml具塞试管，盖严待测。
2测量：
按上面APDC-MIBK萃取法中的步骤进行测量。
扣除空白样吸光度后，从校准曲线上查出试样萃取有机相中的金属量。
（2）校准曲线：
吸取0，0.50，1.00，2.00、5.00和10.00ml混合标准溶液，分别置于125ml分液漏斗中，用水稀释至50ml，溶液中的被测金属量，如表5-11所示。
然后，按上述样吕测定步骤进行萃取和测量。
最后用经过空白校正的标准系列吸光度对相应的金属量作图，绘制校准曲线。
计算
被测金属（mg/L）=
式中，m—从校准曲线上查出或仪器直接读出的被测金属量（μg）；
V—分析用的水样体积（ml）。
精密度和准确度
精密度和准确度数据，如下表所示。
精密度和准确度
参加实验室数目
质控样金属浓度
（μg/L）
平均测定值（μg/L）
实验室内相对标准偏差（%）
实验室间相对标准偏差（%）
APDC—MIBK萃取法
镉
6
4.9
5.1
5.9
8.3
铜
14
40
40.6
4.2
14.6
铅
6
50
49.9
3.6
5.7
KI--MIBK萃取法
镉
7
4.9
5.0
6.7
7.0
铅
7
50
49.7
4.4
5.0
注意事项
（1）APDC-MIBK单独萃取铅的最佳pH为2.3±0.2。
（2）若样品中存在强氧化剂，萃取前应除去否则会破坏吡咯烷二硫代氨基甲酸铵。
（3）萃取时避免日光直射并远离热源。
（三）离子交换火焰原子吸收分光光度法
概述
1．方法原理
本方法用强酸型阳离子树脂对水样中铜、铅、镉离子进行吸附，用酸作为洗脱液，从而使金属离子得到浓缩，富集倍数可达100倍。
2．干扰及消除
由于本法使用细粒树脂,大加愉了交换速度,因而可用静态交换吸附及静态解吸,从而达到愉速和高倍数富集的目的。
树脂对铜、铅、锌、镉离子的浓度大2—3个数量级,这产树脂必然会吸附一定时的钙、镁离子的浓度高达一定量时,便会与溶液中铜等元素竞争,造成树脂对这些元素吸附不完全。
当湿树脂用量为2g时,所允许干扰元素的总量为3.5mmol质量。
如果干扰元素的量超过此限，可以采取减少样品体积，适当减少浓缩倍数的办法来解决。
3．方法的适用范围
方法适合于较清洁地表水的监测。
方法的最低检出浓度：
镉0.93μg/l；铅1.4μg/l；镉0.1μg/l。
测定上限：
铜33μg/l；铅150μg/l；镉9.8μg/l。
仪器
（1）原子吸收分光光度计其参数如下表所示。
原子吸收分光光度计的参数值
元素
波长（nm）
狭逢（nm）
乙炔流量（L/min）
镉
铜
铅
锌
324.7
283.3
213.8
228.8
1.3
1.3
1.3
1.3
2.3
2.3
2.3
2.3
（2）振荡器。
试剂
1．标准贮备注及标准使用液
见直接吸入火焰原子吸收分光光度法测定镉、铜、铅和锌法的配制。
然后分别取适量上述溶液配成浓度为：
铜100mg/l，铅100mg/l，锌25mg/l，镉10mg/l的混合标准溶液。
2．树脂处理
取新的强酸型阳离子交换树脂（60-100目）用蒸馏水洗去杂质后，在乙醇中浸泡24h。
洗净后，加入3mol/l盐酸﹐溶液，于磁力搅拌器上加热（约40℃）搅拌20min倾去废酸，再加入3mol/l盐酸溶液，同样重复操作一次，最后用蒸馏水洗至中性。
用过的树脂因吸附了大量的钙镁离子，再生需用3mol/l盐酸加热搅拌浸洗多次，直至浸出液中测定钙、镁无信号为止，再用蒸馏水洗至中性。
将洗净的树脂放在滤纸上吸去水分，待用。
步骤
1．样品制备
（1）取500ml澄清液，用1+9氨水和1+9硝酸调节溶液PH值在1.8-3.0之间。
（2）将调好PH的水样倒入1000ml分液漏斗中，加入2.0g树脂，于振荡器上振荡20min，取下分液漏斗待树脂沉降后，从分液漏斗下端，将树脂放入10ml具塞磨口试管中，用滴管吸去上层溶液，再用滤纸卷成管状沿壁小心地吸干剩下的水分。
（3）用无分度吸管准确加入3mil/l盐酸2ml，盖好塞子后，放入90-100℃水溶液中加热。
这时应用手指压住试管的塞子，以防酸受热后喷出。
边加热加摇动，摇动时试管可以取出水浴，约3min后取出放置，待树脂沉降后，用滴管吸出上层酸液放入5ml试管中，再分二次各加入1.5ml浓度为3mil/l地盐酸于树脂中，按上述步骤边加热边摇动进行洗脱。
将三次洗脱液合并于同一试管中（每次应尽量吸取完全，但不要吸入树脂）。
摇匀后待测定。
2．校准曲线
在5个100ml容量瓶中分别加入混合标准液0、1.00、2.00、3.00、4.00ml，各加入25ml盐酸，稀释至100ml。
按下表参数调好仪器，以蒸馏水调零，依次喷入标准系列溶液，记录吸光度，并作空白校正，以吸光度对相应浓度绘制校准曲线。
3．试样的测量
将制备好的试样溶液喷入火焰，记录吸光度，并人空白校正，在相应的校准曲线上查出试样溶液的浓度。
计算
被测金属（mg/l）=
式中，C—在校准曲线上查得的相应浓度（mg/l）；
V1—洗脱液总体积（ml）；
V2—分析用水样体积（ml）。
精密度和准确度
精密度和准确度实验数据，见下表1和表2。
表1统一样品测定结果
金属
参加实验
室数目
金属浓度（mg/L）
平均测定值（mg/L）
室内相对标准偏差（%）
室间相对标准偏差（%）
相对误差（%）
铜
8
4.99±0.10
4.62
7.9
8.2
﹣7.4
铅
7
9.98±0.25
9.94
2.5
9.6
﹣0.4
镉
8
3.99±0.12
4.03
3.3
7.3
+1.0
表2实际样品测定结果
金属
含量μg/l
最大对标准偏差%
平均回收率%
铜
铅
镉
0.39-15
1.0--55
0.1—1.2
10
22
19
81
91
87
注：
皆为二次平行测定结果
注意事项
（1）地表水中的锌含量相对较高，在时不需浓缩可直接用火焰原子吸收法测定，若需要浓缩时，浓缩倍数不达100倍。
锌的空白比较高，因此在实验中要小心，防止锌的沾污。
（2）在树脂浸洗后，如果树脂因颗粒太细不易沉降时，可用离心机进行离心沉降。
（3）因浸洗液体积为5ml，同时要测定几个元素时，应注意每次测定的吸入量。
（四）石墨炉原子吸收分光光度法
概述
1．方法原理
将样品注入石墨管，用电热方式使石墨炉升温，样品蒸气，对来自光源的特征电磁辐射产生吸收。
将测得的样品吸光度和标准吸光度进行比较，确定样品中被测金属的含量。
2．干扰及消除
石墨炉原子吸收分光光度法的基体效应比较显著和复杂。
在原子化过程中，样品基体蒸了，在短波长范围出现分子吸收或光散射，产生宽频带吸收，或称为背景吸收。
宽频带吸收，可以用连续光源背景校正法，或塞曼偏振动光校正法进行校正，也可采用邻近的非特征吸收线校正法，或通过样品稀释降低样品中的基体浓度。
另一类基体效应是样品中基体参加原子化过程中的气相反应，使被测元素的原子对特征辐射的吸收增强或减弱，产生正干扰或负干扰。
如氯化钠对镉、铜、铅的测定、硫酸钠对铅的测定均产生负干扰。
测铜时，20μ1水样加入40%硝酸铵溶液10μl；测铅时，20μl水样加入15%钼酸铵溶液10μl；测镉时，20μl水样加入5%磷酸钠溶液10μl。
以上基体改良剂对于抑制基体干扰均有一定作用，1%磷酸溶液也可作为镉、铅测定的基体良剂。
3．方法的适用范围
本法适用于地下水和清洁地面水。
分析样品前要检查是否存在基体干扰并采取相应的校正措施。
测业浓度范围与仪器的特性有关，下表列出一般仪器的测定浓度范围。
分析线波长和适用浓度范围
元素
分析线（nm）
适用浓度范围（μg/l）
镉
铜
铅
228.8
324.7
283.3
0.1-2
1-50
2-1-50
仪器
原子吸收分光光度计，石墨炉装置、背景校正装置及其他有关附件。
试剂
（1）硝酸（优级纯）。
（2）磷酸。
（3）去离子水：
电阻率不低于2×106Ω·cm（25℃）；金属含量应尽可能低。
（4）40%（m/V）硝酸铵溶液。
（5）15%（m/V）钼酸铵[（NH4）6Mo7O24·4H2O，优级纯]溶液。
（6）5%（m/V）磷酸钠（Na3PO4·12H2O）溶液。
（7）金属标准贮备溶液：
准确称取0.5000g光谱纯金属,用适量1+1硝酸溶解,必要时加热直至溶解完全.用水稀释至500.0ml,此溶液每毫升1.00mg金属。
（8）混合标准溶液：
由标准贮备溶液稀释配制，用0.2硝酸进行稀释,制成的溶液每毫升含镉、铜、铅分另为0.2、2.0，2.0μg（临用时配制）。
步骤
1．样品测定
（1）直接法：
将20μl样品注入石墨炉，参照下表的仪器参数测量吸光度。
以0.2%硝酸溶液为空白样，扣除空白样吸光度后，从校准曲线上查出样品中被测金属的浓度。
如可能也可用浓度直读法进行测定。
仪器工作参数
镉
铜
铅
干燥（℃/S）
灰化（℃/S）
原子化（℃/S）
清洗气体
进样体积（μl）
110/30
350/30
1900/8
氩
20
110/30
900/30
2500/30
氩
20
110/30
500/30
220/8
氩
20
（2）标准加入法：
一般用三点法。
第一点，直接测定水样；第二点，取10ml水样，加入混合标准25μl后混匀；第三点，取10ml水样，加入混合标准溶液50μl后混匀。
以上三种溶液中的标准加入浓度镉依次为0，0.5和1.0μl/L；铜和铅依次为0，0.5和1.0μl/L.。
以上0.2%硝酸为空白样，参照上面表5-17的仪器参数测量吸光度。
用扣除空白样吸光度后的各溶液吸光度对加入标准的浓度作图，将直线延长，与横坐标的交点即为样品的浓度（加入标准的体积所引起的误差不超过0.5%）。
精密度和准确度
全国范围7个实验室用直接分析实际水样的精密度和准确度数据，如下表所示。
精密度和准确度
浓度范围（μg/l）
相对标准偏差范围
（n=7，%）
回收率范围（%）
地下水
地面水
地下水
地面水
地下水
地面水
镉铜铅
.01-1.3
2.5-11
1-16
0.1-1
2.4-15
1.9-29
1.4-17
2.1-10
1.4-9.3
1.9-15
2.3-10
1.2-9.5
75-105
85-106
81-109
75-108
92-109
75-107
二、二乙氨基二硫代甲酸钠萃取光度法
GB7474--87
概述
1．方法原理
S
2（C2H5）2N—C—S—Na+Cu2+
SS
（C2H5）2N—CCuC—N（C2H5）2+2Na+
SS
在氨性溶液中（pH9-10），铜与二乙氨基二硫代甲酸钠作用，生成摩尔比为1︰2的黄棕色络合物。
该络合物可被四氯化碳或氯仿萃取，其最大吸收波长440mm。
在测定条件下，有色络合物可稳定1h，其摩尔吸光系数为1.4×104。
2．干扰及消除
在测定条件下，二乙氨基二硫代甲酸钠也能与、锰、镍、钴和铋等离子生成有色铬合物，干扰铜的测定，除铋外均可用EDTA和柠檬酸铵掩蔽消除。
3．方法的适用范围
本方法的测定范围为0.02—0.060ml/L，最低检出浓度为0.01mg/L，经适当稀释和浓缩测定上限可达2.0mg/L。
已用于地面水、各种工业废水中铜的测定。
仪器
分光光度计，20mm比色皿。
试剂
（1）盐酸、销酸、高氯酸、氨水：
一级纯。
（2）四氯化碳、三氯甲烷。
（3）1+1氨水。
（4）0.2%（m/
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