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

鎘東明

摘要 [目的]采用石墨爐原子吸收分光光度法測定不同類型水樣中的總鎘含量。[方法]對樣品采用微波消解前處理，在灰化溫度1 000 ℃，原子化溫度1 850 ℃條件下測定。[結(jié)果]標準曲線線性范圍為0～3.0 μg/L，r=0.999 7方法檢出限為0.023 μg/L；精密度為1.2%～7.5%；樣品加標回收率為105%～109%。[結(jié)論]所建立的石墨爐原子吸收法能夠準確測定地表水、地下水和污水中總鎘的含量，方法具有重復性好、操作簡便等特點，可獲得滿意結(jié)果。

關鍵詞 微波消解；水樣；石墨爐—原子吸收分光光度法；總鎘

中圖分類號 O657.31 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）14-0205-02

鎘不是人體的必需元素，鎘進入血液后迅速與金屬巰蛋白（metallothionein，MT）結(jié)合形成鎘金屬巰蛋白（MTCd）。鎘的毒性很大，可在人體內(nèi)蓄積，主要蓄積在腎臟，引起泌尿系統(tǒng)的功能變化。水中含鎘0.1 mg/L時，可輕度抑制地表水的自凈作用。用含鎘0.04 mg/L的水進行農(nóng)溉時，土壤和稻米受到明顯污染；農(nóng)溉水中含鎘0.007 mg/L時，即可造成污染。日本的痛痛病即鎘污染所致，臨床表現(xiàn)為背和腿疼痛，腹脹和消化不良，嚴重患者發(fā)生多發(fā)性病理性骨折。鎘是我國實施排放總量控制的指標之一，鎘的常見測定方法有分光光度法、火焰原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法/質(zhì)譜法等。目前，由于石墨爐原子吸收法具有選擇性好、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(zhì)等樣品中重金屬的檢測得到了越來越廣泛的應用。本文對地表水、地下水和污水中的總鎘進行了測定，并對相關試驗條件進行了探討和優(yōu)化，建立了水中總鎘的石墨爐—原子吸收分光光度法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 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。

1.1.2 試劑。1 000 mg/L鎘標準儲備液（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。

1.2 工作條件及儀器參數(shù)

波長228.2 nm，燈電流2.0 mA，光譜通帶0.4 nm，灰化溫度1 000 ℃保持10 s，原子化溫度1 850 ℃保持4 s，除殘溫度2 000 ℃。

1.3 標準曲線的繪制

將標準儲備液用0.2%硝酸逐級稀釋，配制成濃度為0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00 μg/L的標準曲線點，由儀器自動繪制標準曲線。

1.4 樣品前處理

總量樣品需要消解，步驟如下：取25 mL混合均勻水樣于微波消解罐中，再加入1.0 mL 30%過氧化氫，加入5.0 mL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10 min，消解溫度180 ℃，保持時間15 min[1]。

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，用試驗用水蕩洗消解罐內(nèi)壁2次，收集所有溶液，轉(zhuǎn)移到50 mL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1 mL，用0.2% HNO3定容至25 mL容量瓶中，搖勻，待測[2]。

可濾態(tài)：樣品通過0.45 μm濾膜過濾后直接進行測定。

2 結(jié)果與分析

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[3]。在試驗中取同一濃度樣品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。由圖1可知，灰化溫度在1 000 ℃時吸光度最大且穩(wěn)定，最后確定灰化溫度為1 000 ℃。

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1 800～2 000 ℃），觀察吸光度的變化情況。由圖2可知，隨著原子化溫度的升高，吸光度不斷升高，當溫度升到1 850 ℃時，吸光度達到最大，隨后有所降低，即確定原子化溫度為1850 ℃。

2.3 工作曲線線性范圍

試驗對工作曲線的線性范圍進行了測定，結(jié)果表明工作曲線在0～3.00 μg/L之間線性良好，相關系數(shù)r=0.999 7，回歸方程y=0.136 6x+0.007 9。

2.4 方法檢出限、精密度

對濃度值約為0.05 μg/L和0.10 μg/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：MDL=t（n-1，0.99）×S，式中，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[4]。計算得出檢出限為0.023 μg/L，結(jié)果見表1；對3個不同濃度樣品分別進行6次平行測定，RSD為0.9%～1.3%，結(jié)果見表2。

2.5 標準樣品的測定

對鎘有證標準物質(zhì)平行測定6次，相對誤差分別為2.03%、0、1.08%，結(jié)果見表3。

2.6 加標回收率的測定

對地下水、地表水、污水3種實際樣品進行加標回收試驗，加標量分別為0.012 5、0.025、0.050 μg。結(jié)果表明，回收率為105%～109%，結(jié)果見表4。

2.7 干擾和消除

2.7.1 常見酸對鎘測定的影響。選擇實驗室常用的鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸5種，測定其不同濃度對鎘的影響。試驗結(jié)果表明，0.1%～5.0%的磷酸、硝酸對測定結(jié)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。

2.7.2 常見共存元素對鎘測定的影響。主要選擇水樣中常見共存元素K、Na、Ca、Mg、Cu、Zn，測定其不同濃度對鎘的影響。結(jié)果表明，試驗設定濃度范圍內(nèi)K、Na、Ca、Mg、Cu、Zn對鎘的測定基本無影響；1 000 mg/L Ca、100 mg/L Mg略有負干擾；100 mg/L Cu有正干擾。

2.7.3 清潔的地表水和地下水。使用氘燈或塞曼扣背景方法加基體改進劑可消解大部分基體干擾，如樣品濃度高而背景吸收大于1時，可使用稀釋法以降低樣品的基體濃度。如以上方法仍不能去除基體干擾時，或測定加標回收率不滿足80%～120%時，可用標準加入法[5-6]。

3 結(jié)論與討論

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

4 參考文獻

[1] 吳錫明，張翔，麻美芬，等.GFAAS標準加入校準法快速批量測定人尿中鎘[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2014（1）：148-149.

[2] 張穎，仲立新.平臺石墨爐直接測定全血中鎘[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2010，20（8）：1910-1912.

[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] 蔡繼紅，陸海，潘海燕.石墨爐原子吸收分光光度法測定糧食中的鉛和鎘[J].甘肅環(huán)境研究與監(jiān)測，2000，13（3）：151-152.

[5] 生活飲用水標準檢驗方法 金屬指標：GB/T 5750.6-2006[S].北京：中國環(huán)境科學出版社，2006.

[6] 環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術導則：HJ 168-2010[S].北京：中國環(huán)境科學出版社，2010.endprint