ICP-AES測定水質(zhì)鐵可溶有機試劑的影響

湯世松 陳文 王湘君 趙陽 苗爽

（1 瓊州學院理工學院， 海南 三亞572022 2 瓊州學院生物科學與技術(shù)學院， 海南 三亞 572022；3 新鄉(xiāng)市環(huán)境保護監(jiān)測站， 河南 新鄉(xiāng) 453003）

鐵元素是參與人體新陳代謝重要的微量元素之一，存在與人體的腦細胞及身體的各個器官中，其含量會隨著攝入量限制而降低，隨年齡變化和疾病發(fā)生而增加。鐵在自然界中分布極廣，它本身不具有毒性，但當攝入過量鐵也可能導致鐵中毒。水是人類社會賴以生存的物質(zhì)資源，當前水質(zhì)受到污染越來越嚴重，我國不少地區(qū)的水質(zhì)常常能夠含有過量的鐵，不符合工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的要求[1]，且分布較廣[2]，嚴重影響人們對水的使用。其主要污染來源有電鍍、冶煉、石化、化工等企業(yè)排放的廢水。電感耦合等離子發(fā)射光譜法作為一種快速高效的檢測方法，已廣泛應用于水質(zhì)檢測[3-5]。為降低背景、提高靈敏度和準確度，向樣品中加入有機試劑的方法引起了研究者的重視[6-7]。本文研究三種可與水互溶的低毒有機試劑對水質(zhì)鐵測定的影響，通過試劑篩選、線性、檢出限、精密度、準確度的驗證，確定了最佳試劑及比例，既保證了精密度、準確度又有效提高監(jiān)測靈敏度降低方法檢出限。

1 實驗儀器和試劑

1.1 儀器

等離子發(fā)射光譜儀 Optimal 2100DV（美國 PE 公司），超純水儀classic UF（英國ELGA 公司）。

1.2 儀器參數(shù)

等離子體氣體流量15 升/分，輔助氣體流量0.2 升/分，霧化器氣體流量0.8 升/分，射頻功率1300 瓦，泵流量1.5毫升/分。

1.3 試劑

標準儲備液為購買國家標準物質(zhì) 20mL 安瓿瓶，硝酸G.R.（洛陽昊華化學試劑有限公司），標準使用液是用標準儲備液經(jīng) 2%的硝酸稀釋得到。正丙醇，丙酮，無水乙醇均為A.R.（天津市科密歐化學試劑有限公司）。

2 實驗結(jié)果

2.1 試劑篩選

配置分別含有1%-6%乙醇、丙酮、正丙醇的1 毫克每升的鐵溶液，用電感耦合等離子發(fā)射光譜法（方法來源：GB/T 5750.6-2006）進行檢測分析研究其濃度值的變化，結(jié)果見表1。

表1 三種不同試劑不同體積百分比的1 毫克每升的鐵溶液ICP 分析結(jié)果濃度單位：毫克/升

由表1 可知，當丙酮的體積百分數(shù)在2%時能正常工作，超過2%時ICP 熄滅停止工作，無水乙醇和正丙醇在6%時仍能正常工作，超過6%時ICP 熄滅停止工作，ICP 熄滅可能與溶劑與水互溶后霧化阻抗達不到 ICP 儀器的要求而引起的，故無法進行檢測。相同百分比體積試劑的檢測濃度以正丙醇的數(shù)值最大，濃度最大增加了 37%說明正丙醇加入后鐵元素的靈敏度有了提升，有利于降低水質(zhì)檢測的鐵元素檢出限。丙酮也對水質(zhì)鐵的增敏作用有著絕對高效的作用。

圖1 中顯示了鐵元素在無水乙醇、丙酮、正丙醇三種不同體積百分比有機試劑的作用下， 用ICP-AES 測定，以有機試劑體積百分含量（X）為橫坐標，以鐵溶液濃度值（Y）為縱坐標，濃度值增加趨勢。

圖1 鐵元素在不同有機試劑作用下濃度變化趨勢

如圖中顯示，三種有機試劑都隨著體積百分含量的增加，鐵溶液濃度都呈增大趨勢，乙醇的體積百分含量達到5%時達到最大值。試劑含量繼續(xù)增加，效果不明顯，還有下降趨勢。而加入丙酮的溶液在最小劑量時效果已較其它兩試劑最好劑量的結(jié)果好的多，雖然試劑量無法繼續(xù)增加以求更好結(jié)果，但含量達到2%的結(jié)果已極佳。當有機試劑正丙醇的體積百分含量達到最大值6%時。正丙醇增加了1 毫升, 5%和 6%正丙醇的鐵溶液濃度值基本無變化,且 6%正丙醇的鐵溶液在分析時，時間稍長會使ICP 熄火，鑒于試劑用量和檢測穩(wěn)定性因素，建議采用5%正丙醇對的鐵溶液進行分析并做具體討論。

2.2 線性關(guān)系

用含5%的正丙醇鐵溶液繪制標準曲線，得到如下結(jié)果見表2。

表2 5%的正丙醇鐵溶液的標準曲線

如表2 中所示，由于ICP-AES 具有穩(wěn)定性好，動態(tài)范圍寬，線性關(guān)系好等特點。用ICP-AES 測定含5%的正丙醇鐵溶液的可溶有機試劑標準曲線，線性關(guān)系良好，與現(xiàn)行國標線性關(guān)系基本無差別，可做分析標線使用；且含5%的正丙醇鐵溶液的可溶有機試劑標準曲線的斜率增大，較現(xiàn)行國標靈敏度提高明顯。

2.3 檢出限

ICP-AES 測定，對含5%的正丙醇的可溶有機試劑空白溶液做11 次平行分析，計算標準偏差，并采用3 倍空白溶液的標準偏差計算檢出限，結(jié)果如表3.

表3 方法檢出限驗證

ICP-AES 性能優(yōu)越 線性范圍4～6 數(shù)量級，可測高、中、低不同含量試樣；由11 次空白信號值可知，此方法信號穩(wěn)定，信號值浮動較小，依據(jù)3 倍的空白標準偏差比上斜率計算出的方法檢出限為 0.0005 毫克每升，比國標 GB/T 5750.6-2006 的檢出限 0.009 毫克每升低了一個數(shù)量級還多，說明此方法能檢測含鐵量更低的水質(zhì)。

2.4 精密度

分別對兩個不同鐵元素濃度的水質(zhì)進行平行測定3 次，并計算樣品相對標準偏差，驗證方法精密度結(jié)果見表4。

表4 方法精密度驗證

表4中數(shù)據(jù)所示，該方法精密度較好，且在低濃度時較高濃度更好，保證了更低含量檢測數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性。

2.5 準確度

分別對上述兩水樣進行加標實驗，加標儲備液濃度為10 毫克每升的鐵溶液，定容至100 毫升。平行測定3 次，計算加標回收率，檢測方法準確度結(jié)果見表5。

表5 方法準確度驗證濃度單位：毫克/升

由表5知，加標回收率低濃度時在108%-109%間，高濃度時在 94.3%-95.5%間，回收率結(jié)果高濃度較低濃度好，但均符合國家相關(guān)要求，準確度得到保證。

3 結(jié)論

ICP-AES 測定水質(zhì)中鐵元素，操作簡便，分析速度快，準確度高，精密度好。對比了三種不同有機試劑不同體積百分含量下，鐵溶液的濃度變化值及趨勢，發(fā)現(xiàn)含5%正丙醇的溶液試劑用量及儀器檢測性能最佳。此條件下的標準曲線線性關(guān)系與國標法標準曲線線性關(guān)系基本無差別但斜率增大靈敏度提高；檢出限較現(xiàn)有ICP 國標方法低一個數(shù)量級還多，降低了方法檢出限；精密度0.52%-1%和準確度94.3%-95.5%符合要求，為準確、有效檢測微量含鐵水質(zhì)提供新方法。

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