微波消解-石墨爐原子吸收分光光度法測定不同類型水樣中的總銅

東 明

（遼寧省環(huán)境監(jiān)測實驗中心，遼寧 沈陽 110161）

銅是人體必需的微量元素之一,體內(nèi)缺失會導致婦女不育、早產(chǎn)、心血管疾病、兒童貧血、發(fā)育停滯等。但當銅含量過多,在體內(nèi)蓄積到一定量或者價態(tài)發(fā)生改變就會具有很強的毒性[1]。銅的常見測定方法有分光光度法、火焰原子吸收光譜法、陽極溶出伏安法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法/質譜法等。目前，由于石墨爐原子吸收法選擇性好、靈敏度高、檢出限低、操作簡便、成本相對較低等特點，在土壤、食品、生物、水質等樣品中重金屬的檢測方面得到了越來越廣泛的應用。鄭巨龍等[2]用石墨爐原子吸收法對土壤中的銅和鉛進行了測定，李志娟、王金星[3]對食品中的鉛、鎘和銅進行了分析，郁建橋等[4]、仇麗穎等[5]分別對地面水和大鼠血清中的銅進行了測定。本文對地表水、地下水和污水中的總銅進行了測定，并對相關實驗條件進行了探討和優(yōu)化，建立了水中總銅的石墨爐-原子吸收分光光度法。

1 材料與方法

1.1 儀器

Zeenit700原子吸收分光光度計；自動進樣器；熱解涂層平臺石墨管；微波消解儀；電熱板。

1.2 工作條件及儀器參數(shù)

波長324.7nm，燈電流2.0mA，光譜通帶0.4nm，灰化溫度700℃保持10s，原子化溫度2000℃保持4s，除殘溫度2200℃。

1.3 試劑

1000mg/L銅標準儲備液(國家鋼鐵材料測試中心)；硝酸（優(yōu)級純，德國默克公司）；30%雙氧水。

1.4 標準曲線的繪制

將標準儲備液用0.2%硝酸逐級稀釋，配制成100μg/L母液，由儀器自動繪制標準曲線。

1.5 樣品前處理

取25ml混合均勻水樣于微波消解罐中，加入1.0ml30%過氧化氫，加入5.0ml濃硝酸，如有大量氣泡產(chǎn)生，置于通風櫥中靜置，待反應平穩(wěn)后加蓋旋緊。放入微波消解儀中，消解儀升溫時間10min，消解溫度180℃，保持時間15min。

程序運行完畢后取出消解罐置于通風櫥內(nèi)冷卻，待罐內(nèi)溫度與室溫平衡后，放氣，開蓋，移出罐內(nèi)消解液，用實驗用水蕩洗消解罐內(nèi)壁兩次，收集所有溶液，轉移到50ml容量瓶中，加水至標線，搖勻，待測。也可用電熱板在亞沸狀態(tài)下，加熱趕酸至1ml，用0.2%HNO3定容至25ml容量瓶中，搖勻，待測。

2 結果與討論

2.1 灰化溫度的確定

灰化的目的是蒸發(fā)去除共存的基體和局外組分，從而減輕基體干擾，降低背景吸收。在實驗中保持原子化溫度不變，改變灰化溫度，觀察吸光度的變化情況。結果表明灰化溫度在700℃時吸光度最大且穩(wěn)定，最后確定灰化溫度為700℃，結果見圖1。

2.2 原子化溫度的確定

固定灰化溫度和灰化時間，改變原子化溫度（溫度范圍1800～2200℃），觀察吸光度的變化情況。結果表明，隨著原子化溫度的升高，吸光度不斷升高，當溫度升到2000℃時，吸光度達到最大，隨后有所降低，即確定原子化溫度為2000℃，結果見圖2。

圖1 灰化溫度對吸光度的影響

圖2 原子化溫度對吸光度的影響

2.3 工作曲線線性范圍

實驗對工作曲線的線性范圍進行了測定，結果表明工作曲線在0～100μg/L之間線性良好，相關系數(shù)r=0.9992，回歸方程y=0.00497x+0.01157。

圖3 標準曲線的繪制

2.4 方法檢出限、精密度

對濃度值約為1.00μg/L和4.00μg/L的標準溶液分別進行7次重復測定，根據(jù)方法檢出限計算公式[9]：MDL=t（n-1,0.99）×S，其中，t（n-1,0.99）為自由度為n-1，置信度為99%時的t值，為3.143；S為7次重復測定值的標準偏差，計算得出檢出限為：0.496μg/L，結果如表1；對三個不同濃度樣品分別進行7次平行測定，RSD為0.9%～1.3%。結果如表2。

表1 檢出限的測定結果

表2 精密度的測定結果

2.5 標準樣品的測定

分別測定三種不同濃度的有證標準樣品，測定結果準確，見表3。

表3 標準樣品的測定結果

2.6 加標回收率的測定

對地下水、地表水、污水三種實際樣品進行加標回收實驗，加標量分別為 10.0μg/L、25.0μg/L 和 50.0μg/L。結果表明，回收率介于 87.9%～103.5%。表4為加標回收率的測定結果。

表4 加標回收率的測定結果

2.7 干擾和消除

銅在原子化過程中會受到共存元素的干擾。若鹽濃度高在石墨爐產(chǎn)生背景量吸收時，可用氘燈或塞曼扣背景裝置予以校正。

0.1%～5.0%的磷酸、硝酸對測定結果基本無影響；同濃度范圍的鹽酸、高氯酸基本略有正干擾；硫酸有負干擾。

實驗設定濃度范圍內(nèi) K、Na、Ca、Mg、Cd、Zn 對銅的測定基本無影響；1000mg/L的Ca、100mg/L的Mg略有負干擾。

使用La、W、Mo、Zn等金屬碳化物涂層石墨管測定可提高靈敏并克服基體干擾。

3 結論

采用微波消解-石墨爐原子吸收分光光度法測定地表水、地下水和污水中總銅的含量，該方法檢出限低、精密度與準確度良好，可獲得較滿意結果。

［1］董國慶,汪皓,黃愛娣,等.矮小身材兒童全血鋅、銅、鐵、鈣、鎂含量分析[J].中國婦幼保健,2007,22(23)：3288-3290.

［2］鄭巨龍,徐偉,任先達,等.利用石墨消解-原子吸收法測定土壤重金屬銅和鉛[J].浙江樹人大學學報,2014,14(1)：27-29.

［3］李志娟,王金星.微波消解-石墨爐原子吸收法測定食品中鉛、鎘和銅[J].醫(yī)學動物防制,2012,28(1)：107-109.

［4］郁建橋,陳素蘭,劉建琳,等.快速石墨爐原子吸收法測定地面水中痕量銅和鉛[J].光譜學與光譜分析,2000,20(4)：547-549.

［5］仇麗穎,姜楠,劉暉,等.石墨爐原子吸收法測定大鼠血清中銅的含量[J].西南民族大學學報：自然科學版,2013,39(6)：891-893.

［6］HJ168-2010,環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術導則[S].北京：中國環(huán)境科學出版社,2010.