一、铁

铁是人类使用量最大的金属，由于地质风化、冶炼、铁制品的生产和使用，铁易被氧化成化合物进入水体。地下水中的铁以二价存在，与空气接触后被氧化成三价(高铁)。高铁溶液在pH>3.5时，水解生成黄棕色沉淀。虽然铁是人体必需元素，但大量铁进入人体可引起急性胃肠炎等多种疾病。我国规定生活饮用水中铁的含量不得超过0.3mg/L。

测定铁的方法比较多，其中以邻菲啰啉(二氮杂菲)分光光度法和火焰原子吸收光谱法最常用。清洁的环境水样和轻度污染水样，可用邻菲啰啉分光光度法测定，该法灵敏、准确；环境水样和污染废水，可用原子吸收或等离子体发射光谱法来测定，这两种方法操作简单快速，测定结果精密度和准确度好；对于污染严重，铁含量高的废水，可用EDTA配合滴定法测定，该法可以避免高倍数稀释造成的误差。

1．邻菲啰啉分光光度法在pH3～9条件下，邻菲啰啉可与亚铁离子反应，迅速生成稳定的橙红色配合物，该配合物在510nm处有最大吸收，测定其吸光度，与标准比较定量。

本法比较灵敏，适用于地表水、地下水和废水中铁的测定，最低检出浓度为0.03 mg/L ,测定下限为0.12mg/L，测定上限为5.00mg/L。若测定高铁离子或总铁时需先将水样用盐酸酸化至pH＝1，再用盐酸羟胺溶液将高铁还原成亚铁。

强氧化剂、氰化物、亚硝酸盐、焦磷酸盐、偏聚磷酸盐及某些重金属离子会干扰测定，故应特别注意消除干扰：①加入盐酸羟胺，利用其还原性可消除强氧化剂的干扰；②如果将水样加盐酸煮沸，可将氰化物和亚硝酸盐除去，并使焦磷酸盐、偏聚磷酸盐转化成正磷酸盐以减轻于扰；③当水样有底色时，可用不加邻菲啰啉的试液做参比，对水样的底色进行校正。

2．火焰原子吸收光谱法将清洁水样或消解处理后的水样直接喷入空气-乙炔焰中，各价态的铁化合物在火焰中均被原子化，基态铁原子对铁空心阴极灯辐射的248.3nm的特征谱线产生吸收，在一定条件下，根据吸光度与待测水样中铁的浓度成正比，校准曲线法定量。

本方法可用于地下水、地表水和废水中铁的测定。铁的检测限可达0.03mg/L。石墨炉原子吸收光谱法可以测定更低浓度的铁，但由于铁的光谱行为比较复杂，测定结果重复性较差。若仅测定可溶性铁，应在采集水样后尽快用0.45um滤膜过滤，并立即加硝酸酸化滤液至pH在1～2之间。若测定总铁，采集水样后不过滤直接酸化至pH1～2后再测定。

用本法测定铁时应注意：①加入氯化钙溶液防止磷酸盐、硅酸盐等物质的化学干扰；②采用尽量小的光谱通带(狭缝)，减少光谱干扰；③背景吸收严重时，应扣除背景；④铁浓度过高时，可用次灵敏线测定，避免稀释操作带来误差。

3．电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)水样经硝酸消解后，导入ICP-AES的雾化室成为气溶胶，并被氩气带入电感耦合，水样中的含铁化合物被原子化、电离、激发，发射259.94nm的特征谱线，故根据特征光的波长可进行定性分析，在一定浓度范围内谱线的强度与水样中铁的含量成正比，据此进行定量分析。

应用本方法测定时应注意：①测定溶解态的铁元素，采样后立即用0.45um滤膜过滤，取所需体积滤液，加入硝酸消解。测定铁元素总量，无需过滤膜，取所需体积均匀水样，用硝酸消解。消解好后，均需定容至原取样体积，并使溶液保持5％的酸度；②测量时依次将试剂空白溶液、水样喷入ICP焰炬测定，扣除空白值后的测定值即为水样中铁元素的浓度。

4.电感藕合等离子体质谱法(ICP-MS)处理好的水样经雾化后被载气带入电感耦合等离子体焰炬中，经蒸发、解离、原子化、电离等过程，铁转化为正离子，经离子采集系统进入质谱仪，因质荷比不同得以分离。对于特定质荷比的离子，由于进入质谱仪的离子数与质谱积分面积成正比，即水样中铁的浓度与质谱积分面积成正比，据此定量。

测定时应注意消除干扰：①水样与标准溶液的黏度、表面张力和溶解性总固体的差异可引起物理干扰。另外，易电离的干扰元素将大大增加电子数量而引起等离子体平衡转变，常常减少分析信号，称为基体抑制。常选用钪(Sc)溶液做内标物以校正物理干扰和基体干扰；②样品导入系统在多次测定后易产生记忆干扰，故应经常清洗样品导入系统。

二、锰

锰是一种质硬而脆的银白色金属，它易溶于酸，与水缓慢反应生成氢氧化物。锰及其化合物被大量使用来制造锰钢、电池、汽油抗爆剂等。在天然水中，锰常以水合金属离子、无机配合物、有机配合物的形态存在，被吸附于黏土、铁氧化物和有机物等颗粒上。以真溶液形式存在的锰主要为Mn(Ⅱ)。水中锰浓度大于0.5mg/L时，会产生色、嗅、味异常，大量锰经水体被人摄入后，会损伤人体黏膜，破坏血红细胞及蛋白质，甚至损伤神经系统。我国规定生活饮用水中锰的含量不得超过0.1mg/L。

水中锰的测定，通常使用甲醛肟分光光度法、高碘酸钾分光光度法、原子吸收光谱法、ICP-MS、ICP-AES等。火焰原子吸收法检测限可达0.01mg/L。若水样中锰的含量低，也可采用石墨炉原子吸收光谱法测定。石墨炉原子吸收光谱法可以测定低至0.01ug/L的锰，但存在高浓度的铁时，会干扰锰的测定，使测定结果偏高。通过用PAN(1-α-吡啶偶氮-α-萘酚)-石油醚萃取，再用0.1mol/L盐酸反萃取的方法，可有效消除铁的干扰。

1．甲醛肟分光光度法在pH为9.0～10.0的碱性溶液中，锰(Ⅱ)被溶解氧氧化为锰(Ⅳ)，与甲醛肟生成棕色配合物。450nm处测定，校准曲线法定量。

本方法适用于饮用水及未受严重污染的地表水的水样中锰的测定，但不适用于高度污染的工业废水的测定。方法最低检出质量浓度为0.01mg/L，测定质量浓度范围为0.05～4.0mg/L，校准曲线范围为2～40ug/50m1。

测定时应注意：①铁、铜、钴、镍、钒、铈等也可与甲醛肟形成配合物，干扰锰的测定，故常加入盐酸羟胺和EDTA减少干扰；②清洁水样酸化至pH＝1后，一般可直接用于测定；③含有悬浮二氧化锰和有机锰的水样，需向水样中加硝酸、过硫酸钾进行预处理。

2．高碘酸钾分光光度法室温下，在中性的焦磷酸钾介质中，高碘酸钾可在瞬间将低价锰氧化生成紫红色的七价锰，用分光光度法在545 nm处测定吸光度。

若取50ml水样测定，最低检出质量浓度可达0.05mg/L。故本方法可适用于地表水、地下水、饮用水和严重污染的工业废水中锰的测定。测定时应注意：①用硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶采集水样时，由于锰(Ⅱ)在碱性条件下易被氧化成不溶的锰(Ⅳ)，形成沉淀吸附在瓶内壁上，使可溶性锰测定值偏低，故采样后应立刻加入硝酸，调节水样的pH使之在1～2之间以避免损失；②若水样属于严重污染的工业废水，应将水样以混酸消解后，用氨水调节pH在1～2之间，移入容量瓶中再测定。但应注意消解水样时不可蒸干，否则锰盐很难复溶，造成结果偏低。消解后也应调节PH1～2，以利于后续反应中显色。

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文章来源：《水质理化检验》

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