無火焰與火焰原子吸收法測定飲用水中錳

裘躍舟

【摘要】：錳是維持人體正常生活的必需微量元素之一，進(jìn)入人體內(nèi)的錳，一部分成為磷酸鹽蓄積于骨骼和肝臟等處，但是過多的錳可致中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害，也可發(fā)生肺炎和肝硬化等。隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，錳污染不時發(fā)生，人們對飲水安全越來越關(guān)心，建立一套適合檢測錳的方法已被國家提到了日程。基于此，本文主要對無火焰與火焰原子吸收法測定飲用水中錳進(jìn)行分析探討。

【關(guān)鍵詞】：無火焰與火焰原子吸收法；測定；飲用水中錳

【前言】：目前測定水中錳的方法主要有離子色譜法和原子吸收法。而后者更能準(zhǔn)確測定錳的含量。我們用無火焰原子吸收法和火焰原子吸收法測定水中的錳的含量，以比較兩種方法的差異結(jié)果報(bào)告如下。

1、材料與方法

1.1儀器和試劑

1.1.1AA800原子吸收光譜僅（石墨爐部分，美國PE公司）；AA800原子吸收光譜儀（火焰部分，美國PE公司）；Purelab Classic UV超純水機(jī)（美國Pall公司）。

1.1.2硝酸，優(yōu)級純；實(shí)驗(yàn)用水為超純水；硝酸鎂，分析純。

1.1.3錳標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000μg/ml）：購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；錳標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液（火焰原子吸收法用）：取適量錳標(biāo)準(zhǔn)溶液，以1%硝酸配成0、0.050、0.100、0.150、0.200、0.250mg/L錳標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液；錳標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液（無火焰原子吸收法用）：取適量錳標(biāo)準(zhǔn)溶液，以1%硝酸溶液稀釋成P（Mn）=0.0050mg/L。

1.2實(shí)驗(yàn)條件

1.2.1樣品處理及分析

1）無火焰原子吸收法

取分析水樣1升，加入1.5mL濃硝酸進(jìn)行酸化預(yù)處理，以自動進(jìn)樣方法，采用共迸方式，吸取20μL水樣的同時，加2%硝酸鎂1μL做基體改進(jìn)劑進(jìn)行分析（試劑空白和標(biāo)準(zhǔn)系列以同樣的方式進(jìn)行）。

2）火焰原子吸收法取分析水樣1升，加入1.5mL濃硝酸進(jìn)行酸化預(yù)處理，然后以直接進(jìn)樣法對水質(zhì)中錳進(jìn)行分析測定。

1.2.2儀器條件

1）無火焰原子吸收法燈電流5.0mA，波長279.5nm，狹縫0.2nm，扣背景模式為zeeman效應(yīng)扣背景，曲線擬合法為線性過零點(diǎn)。升溫程序9個步驟分別為：干燥溫度及時間85℃/5s、95℃/40s、120℃/10s；灰化溫度及時間700℃/5s、700℃/1s.700℃/2s；原子化溫度及時問2400℃/1.1s、2400℃/2.0s、2400℃/2.0s。

2）火焰原子吸收法燈電流5.0ma，波長279.5nm，狹縫0.2nm，扣背景模式為氘燈扣背景，曲線擬合法為線性過零點(diǎn)。

1.2.3分析條件

1）無火焰原子吸收法測量方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線法；測量模式：峰高；檢測方法：自動進(jìn)樣法。

2）火焰原子吸收法測量方式：標(biāo)準(zhǔn)瞳線法；讀數(shù)方式：峰面積；檢測方法：手動進(jìn)樣法。

1.2.4實(shí)驗(yàn)對象取18份生活飲用水水樣，其中自來水原水、管網(wǎng)水、井水各6份。按每升水樣加1.5mL濃硝酸進(jìn)行酸化的方法進(jìn)行預(yù)處理。

2、結(jié)果

18份生活飲用水水樣實(shí)行酸化預(yù)處理后分別用無火焰原子吸收法和火焰原子吸收法測定其中的錳含量，結(jié)果及差值d如表1所示。

表1用無火焰原子吸收法和火焰原子吸收法測得的18份水樣中錳的含量（mg/L）

根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)t檢驗(yàn)，若兩種方法結(jié)果無差別，理論上差值d（兩結(jié)果數(shù)據(jù)之差）的總體均數(shù)ud應(yīng)為零。作無效假設(shè)Ho：ud=0；備擇假設(shè)H1：ud≠0。確定檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.20，[雙側(cè)，擬探索用一種檢驗(yàn)法代替另一種檢驗(yàn)法，α宜稍大，以減少第二類錯誤（不拒絕實(shí)際上是不成立的無效假設(shè)Ho。這類“存?zhèn)巍钡腻e誤稱為第二類錯誤，而拒絕了實(shí)際上是成立的無效假設(shè)。這類“棄真”的錯誤稱為第一類錯誤）]。

3、討論

（1）以火焰原子吸收法之直接法測定生活飲用水中錳，操作簡便，但存在著測定下限（最低檢測質(zhì)量濃度）偏高的弱點(diǎn)，不能滿足日常的檢測生活飲用水中錳的需求。如果采用火焰原子吸收法之共沉淀法、火焰原子吸收法之萃取法、過硫酸銨分光光度法檢測，測定下限能滿足檢測生活飲用水中錳的需求，但操作繁瑣，不利于大批量生活飲用水中錳的檢測。今以無火焰原子吸收法測定生活飲用水中錳，操作簡便，錳濃度在0—0.004mg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r>0.999，測定下限（最低檢測質(zhì)量濃度）為0.00012mg/L（按凈吸光度0.0200所對應(yīng)的質(zhì)量濃度計(jì)算）。精密度試驗(yàn)：低濃度（0.001mg/L）、中濃度（0.002mg/L）、高濃度（0.003mg/L）的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.8%；2.1%；2.7%。準(zhǔn)確度試驗(yàn)：不同濃度的加標(biāo)試樣的回收率分別為102.0%（加標(biāo)值0.001mg/L），108.0%（加標(biāo)值0.002mg/L），100.3%（加標(biāo)值0.003mg/L）。現(xiàn)在通過應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)t檢驗(yàn)中配對設(shè)計(jì)的差值均數(shù)與總體均數(shù)比較的方法與火焰原子吸收法之直接法測定生活飲用水中錳進(jìn)行比較分析，這兩種方法的檢測結(jié)果在檢驗(yàn)水平α=0.20。并運(yùn)用雙側(cè)檢驗(yàn)時的結(jié)果沒有差別，說明應(yīng)用無火焰原子吸收法能滿足測定生括飲用水中錳的要求。

4、結(jié)語

由于水質(zhì)中元素眾多，基體極為復(fù)雜而沒有規(guī)律。化學(xué)法作為水中檢測錳的傳統(tǒng)方法，由于其于靈敏度、穩(wěn)定性和分析速度上均不太理想，逐步被AAS法取代。盡管AAS法已做到自動化操作，但僅局限于單元素測定，受復(fù)雜譜線影響，結(jié)果也難以確保重現(xiàn)、真實(shí)。近年來對同時進(jìn)行多元素檢測的要求更強(qiáng)烈，人們開始關(guān)注ICP-AES法和ICP-MS法，盡管這兩種方法都能在極短的時間內(nèi)同時檢測出極低含量的多元素，但儀器昂貴，操作費(fèi)用高。隨著國力的增強(qiáng)和檢測技術(shù)的不斷完善，ICP-AES和ICP-MS法將在基層實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用。

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