原子捕獲火焰原子吸收光譜測定皮革中的痕量鉻

馬亞軍， 王瑞斌

(榆林學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院， 陜西 榆林 719000)

0 引言

鉻鞣是被廣泛采用的一種能夠賦皮革許多優(yōu)點(diǎn)的鞣革方法，但由于皮革制品中的Cr(Ⅲ)會產(chǎn)生少量的Cr(Ⅵ)[1]，而這些殘留Cr(Ⅵ)對人體和環(huán)境有相當(dāng)毒性，殘留于人體中可影響細(xì)胞的氧化還原，對消化道、呼吸道產(chǎn)生刺激，并有致癌、誘變作用[2]，為此歐盟等國家對皮革制品中的重金屬的限量進(jìn)行了嚴(yán)格控制[3]，因此對皮革制品Cr(Ⅵ)的檢測在環(huán)境科學(xué)、生命科學(xué)、生理醫(yī)學(xué)等方面都有重要的意義[4，5].目前，國內(nèi)外均采用分光光度法作為標(biāo)準(zhǔn)方法檢測鉻[6]，但測定時存在一定程度的干擾.近幾年，國內(nèi)外報(bào)道了許多相關(guān)研究工作，主要包括毛細(xì)管電泳法、離子交換法等[7]，但均因?yàn)椴僮髻M(fèi)時瑣繁、條件苛刻而較難推廣普及.

本文采用原子捕獲火焰原子吸收光譜法(FAAS)，通過選擇適當(dāng)?shù)臋z測條件，大大改善了鉻在火焰法中的檢測結(jié)果，靈敏度可提高4.5倍.用此法對實(shí)際樣品中的水溶性六價(jià)鉻進(jìn)行了測定，檢測快速、簡便易行，效果良好.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑與儀器

Spoetr AA-800型原子吸收分光光度計(jì)(美國瓦里安公司)；馬弗爐：可控溫電爐；KY-1型鉻空心陰極燈；單縫石英管及支架：管長140 mm，內(nèi)徑8 mm，縫長60 mm，縫寬1 mm.

硝酸鎂溶液：100 g/mL；硝酸1∶1；鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液：2.829 g基準(zhǔn)級的重鉻酸鉀溶解在1 000 mL水中；鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液：鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋為2.00 μg/mL的Cr(Ⅵ) 標(biāo)準(zhǔn)工作液；樣品1#、2#和3#分別為牛皮、豬皮和羊皮.

所用試劑均為分析純，水為石英雙蒸餾水.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品提取和制備

將皮樣制成 2 mm×2 mm塊，稱取50.000 0 g于25瓷坩堝中, 加入1 mL硝酸鎂和1 mL硝酸溶液，樣品加熱碳化，隨即轉(zhuǎn)入馬弗爐，500 ℃下灰化12 h后取出冷卻.完全灰化后的樣品加入1 mL硝酸溶液，微熱浸出, 過濾到50 mL容量瓶定容.同樣步驟做試劑空白實(shí)驗(yàn).將試劑空白、樣液分別導(dǎo)入火焰, 測定鉻吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線和稀釋倍數(shù)求得樣品中的鉻含量.

1.2.2 實(shí)驗(yàn)方法

分別準(zhǔn)確移取一定量的Cr(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)溶液于15 mL離心管中，用5%硝酸定容至刻度，搖勻，調(diào)節(jié)石英雙縫管至燃燒器火焰上方10 mm處，并使空心陰極燈光束剛好通過管中央，用FAAS測定其中Cr(Ⅵ)的含量.

2 結(jié)果與討論

2.1 測定條件

儀器最佳工作條件如表1所示.

表1 儀器最佳工作條件

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線對比

(1) 乙炔流量對靈敏度的影響：在固定其它儀器最佳工作條件下，調(diào)節(jié)不同的乙炔流量，比較測定2.00 μg/mL Cr(Ⅵ)時的吸光度.結(jié)果表明，乙炔流量在1.3 L/min處測定Cr(Ⅵ)的靈敏度最高.當(dāng)進(jìn)一步加大乙炔流量，則吸光度減小，且易生成炭黑附著在捕獲管上，影響測定結(jié)果.

(2)燈電流對靈敏度的影響：在優(yōu)化其它儀器工作條件下，改變燈電流，比較測定2.00 μg/mL Cr(Ⅵ)時的吸光度.結(jié)果表明，燈電流在6 mA處測定Cr(Ⅵ)的靈敏度最高.如果進(jìn)一步加大燈電流，則一方面會導(dǎo)致吸光度減小，另一方面會影響空心陰極燈的壽命.

(3)捕獲時間對靈敏度的影響：在儀器最佳工作條件下，連續(xù)噴入溶液，同時記錄吸光度，考察噴入溶液的時間對吸光度的影響.結(jié)果表明，捕獲時間越長，測定的靈敏度越高，說明縫管法適用于微量元素的測定.捕獲時間一般選在靈敏度達(dá)到測定的條件，本文選擇捕獲時間為5 s.

2.2 共存離子的影響

對浸取液中常見的共存離子Cu、Ni、Sb、Co、Hg進(jìn)行干擾實(shí)驗(yàn)，在2.00 μg/mL的鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液中，5種元素加入量均為40 μg/mL進(jìn)行測定.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，共存離子加入時，上述元素測定未產(chǎn)生干擾，說明本方法選擇性較好.

2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線和靈敏度

分別吸取一定量的鉻標(biāo)準(zhǔn)液用5%硝酸定容，配成0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00(μg/mL)標(biāo)準(zhǔn)液.按上述測定條件進(jìn)行測定，圖1中曲線a為常規(guī)的工作曲線，曲線 b為加單縫石英管后的工作曲線.由圖1可知，鉻的工作曲線b的線性回歸方程為A=0.721 9x+0.000 6，R2=0.997 7，線性范圍為0.06～36 μg/mL，檢出限為0.02 μg/mL.

表2 鉻捕獲前后靈敏度對比實(shí)驗(yàn)

在不加原子捕獲器和加原子捕獲器兩種狀態(tài)下，對鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度2.00 μg/mL)進(jìn)行5次重復(fù)測量，取5次測定的平均值，計(jì)算出靈敏度(靈敏度 = 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度×0.004 4/測得的吸光度值)，數(shù)據(jù)見表2，得到不加原子捕獲器靈敏度為 0.028 1 μg/mL，加原子捕獲器靈敏度為0.006 2 μg/mL，增敏后Cr(Ⅵ) 的測定靈敏度提高了4.5倍.

2.3 精密度實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確吸取1.00 mL樣液于10容量瓶中，加入硝酸0.80 mL，加入標(biāo)準(zhǔn)鉻溶液1.00 mL，用去離子水定容.按上述測定條件平行測定11次, 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.56%.

2.4 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確吸取樣品溶液1.00 mL于10容量瓶中，加入硝酸0.80 mL，分別加入2.00、4.00、6.00 mL的標(biāo)準(zhǔn)鉻溶液，用去離子水定容，根據(jù)上述測定條件測試鉻的總含量， 算出加入標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)測量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3，回收率為96%～103%.檢測結(jié)果表明，該方法用于皮革樣品檢測結(jié)果可靠，回收率符合皮革樣品的監(jiān)測質(zhì)控要求.

表3 方法的準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

表4 方法的準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

2.5 樣品檢測

按最佳工作條件，應(yīng)用本方法對1#、2#和3#3種皮革制品中的鉻進(jìn)行測定.采用單縫石英管原子捕獲技術(shù)按照擬定的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行，使用標(biāo)準(zhǔn)加入法，分別測定1#、2#和3#3個不同樣品，結(jié)果見表4.

3 結(jié)束語

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果對比可以看出，在常規(guī)原子吸收分光光度儀燃燒頭上安裝原子捕獲器可以使測定靈敏度提高4.5倍.因此，在原子吸收火焰分析法分析過程中，通過安裝原子捕獲器能大幅度提高儀器的靈敏度，充分發(fā)揮原子吸收火焰分析法的優(yōu)點(diǎn).

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[5] 尹 虹,鄭 勃.水中重要污染元素化學(xué)形態(tài)分析研究方法及其進(jìn)展[J].干旱環(huán)境監(jiān)測,1995,9(4):205-215.

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