火焰原子吸收分光光度法測(cè)定地表水中的銅、鋅、鉛、鎘

郭 英

(昆明市官渡區(qū)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，云南 昆明 650200)

火焰原子吸收分光光度法測(cè)定地表水中的銅、鋅、鉛、鎘

郭 英

(昆明市官渡區(qū)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，云南 昆明 650200)

采用火焰原子吸收分光光度法測(cè)定地表水中的銅、鋅、鉛、鎘時(shí)，通過消解、濃縮水樣后測(cè)定銅、鋅，能提高測(cè)量準(zhǔn)確度；用共沉淀法對(duì)水樣金屬離子進(jìn)行共沉淀捕集后測(cè)定鉛、鎘，有效提高了靈敏度，擴(kuò)大了儀器分析運(yùn)用范圍。

火焰原子吸收分光光度法；Cu；Zn；Pb；Cd；濃縮；共沉淀；比對(duì)試驗(yàn)

銅、鋅、鉛、鎘是地表水監(jiān)測(cè)的必測(cè)項(xiàng)目，火焰原子吸收分光光度法可以同時(shí)測(cè)定水樣中的銅、鋅、鉛、鎘。因銅、鋅的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)限值較高，用直接吸入火焰原子吸收分光光度法即可測(cè)定銅、鋅，通過消解、濃縮水樣后測(cè)定，能提高測(cè)量準(zhǔn)確度。

用直接吸入火焰原子吸收分光光度法測(cè)定鉛、鎘，則檢出限較高。用螯合萃取火焰原子吸收分光光度法測(cè)定鉛、鎘，雖然檢出限較低，但方法重復(fù)性較差，且使用的試劑甲基異丁基甲酮麻醉和刺激性較大，給分析人員的操作帶來不便。采用共沉淀-火焰原子吸收分光光度法測(cè)定鉛、鎘，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，鉛的檢出限低于地表水Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)限值，鎘的檢出限低于地表水Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)限值，能滿足地表水相關(guān)檢測(cè)要求。

1 銅、鋅測(cè)定試驗(yàn)部分

1.1 測(cè)定方法原理

將樣品或消解處理過的樣品直接吸入火焰，在火焰中形成的原子對(duì)特征電磁輻射產(chǎn)生吸收，將測(cè)得的樣品吸光度和標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度進(jìn)行比較，確定樣品中被測(cè)元素的濃度。

1.2 主要試劑及儀器

試劑：硝酸，優(yōu)級(jí)純；高氯酸，優(yōu)級(jí)純；1%硝酸溶液；1000mg/L銅標(biāo)準(zhǔn)溶液、500mg/L鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液(環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所生產(chǎn))。

儀器：電熱板；AA6880原子吸收分光光度計(jì)，島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司生產(chǎn)；原子吸收分光光度計(jì)相應(yīng)輔助設(shè)備。

1.3 試驗(yàn)過程

1.3.1 樣品的預(yù)處理

取100mL水樣置于200mL燒杯中，加入5mL硝酸溶液，在電熱板上加熱消解(樣品不沸騰)，蒸至10mL左右，加入5mL硝酸溶液和2mL高氯酸，再蒸至1mL左右。如果消解不完全，再加入5mL硝酸和2mL高氯酸，再蒸至1mL左右。取下冷卻，加水溶解殘?jiān)?，轉(zhuǎn)移至25mL的容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。

取1%硝酸溶液，按上述相同的程序操作，以此為空白樣。

1.3.2 校準(zhǔn)曲線的配制

取1000 mg/L銅標(biāo)準(zhǔn)溶液5.00mL、500mg/L,鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液2.00mL于100mL容量瓶中，用1%硝酸溶液定容至標(biāo)線，配制成含銅50.0mg/L、鋅10.0mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別取此混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.20、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL于100mL容量瓶中，用1%硝酸溶液定容，配制成含銅濃度分別為0、0.10、0.25、0.50、1.00、2.00mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列和含鋅濃度0、0.02、0.05、0.10、0.20、0.30、0.50mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列。

1.3.3 樣品測(cè)定

選擇適合的分析線和調(diào)節(jié)火焰，儀器用1%硝酸溶液調(diào)零，吸入標(biāo)準(zhǔn)系列和樣品空白及水樣，測(cè)量吸光度。將樣品空白和水樣吸光度代入校準(zhǔn)曲線計(jì)算濃度值(計(jì)算時(shí)代入濃縮系數(shù))，用測(cè)定濃度值減去樣品空白濃度值即為水樣的濃度值(測(cè)定銅、鋅已知樣不需要消解，儀器用1%的硝酸溶液調(diào)零后即可測(cè)定)。校準(zhǔn)曲線繪制見表1、表2。

表1 銅校準(zhǔn)曲線繪制表

表2 鋅校準(zhǔn)曲線繪制表

表3 銅、鋅已知樣測(cè)定結(jié)果表

對(duì)含銅0.810±0.038 mg/L、鋅1.77±0.08 mg/L的已知樣(混合標(biāo)準(zhǔn)溶液)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果均在保證值范圍內(nèi)，見表3。

2 鉛、鎘測(cè)定試驗(yàn)部分

2.1 測(cè)定方法原理

水樣中的鉛、鎘等金屬離子經(jīng)氫氧化鎂共沉淀捕集后，加硝酸溶解沉淀，酸液噴霧進(jìn)入原子化器，測(cè)定各自波長(zhǎng)下的吸光度，求出待測(cè)金屬離子的濃度。

2.2 主要試劑及儀器

藥品：氯化鎂，優(yōu)級(jí)純；氫氧化鈉，優(yōu)級(jí)純；硝酸，優(yōu)級(jí)純。

試劑：1+1硝酸溶液；100g/L氯化鎂溶液；200g/L氫氧化鈉溶液；100mg/L鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液；1000mg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液(環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所生產(chǎn))。

儀器：電熱板；BSA3202S電子天平,賽多利斯科學(xué)儀器(北京有限公司)生產(chǎn)；AA6880原子吸收分光光度計(jì)，島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司生產(chǎn)；原子吸收分光光度計(jì)相應(yīng)輔助設(shè)備。

2.3 試驗(yàn)過程

(1) 取250mL水樣置于燒杯中，加入2mL 100mg/L氯化鎂溶液，邊攪拌邊滴加200mg/L氫氧化鈉溶液2mL，然后繼續(xù)攪拌1min。靜置使沉淀下降到25mL以下(約需2h)，用虹吸法吸去上清液至剩余體積為20mL左右，加1mL1+1的硝酸溶液溶解沉淀，轉(zhuǎn)入25mL容量瓶中，加純水至刻度，搖勻。

(2)取1000 mg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00mL于100mL容量瓶中，用0.15%的硝酸溶液定容至標(biāo)線，搖勻，此溶液為100mg/L鉛標(biāo)準(zhǔn)中間液。吸取此標(biāo)準(zhǔn)中間液5.00mL及100mg/L鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00mL于100mL的容量瓶中，用0.15%的硝酸溶液定容至標(biāo)線，搖勻，配制成含鉛5.0mg/L、鎘1.0mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。取此混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL于燒杯中，加純水至250mL。以下操作按(1)進(jìn)行。

(3)將水樣及標(biāo)準(zhǔn)系列分別噴霧，測(cè)量各自波長(zhǎng)下的吸光度。

(4)將水樣吸光度代入曲線計(jì)算濃度值，再減去樣品空白濃度值即為水樣濃度值。

鉛、鎘校準(zhǔn)曲線繪制見表4。

表4 校準(zhǔn)曲線繪制表

(5)標(biāo)準(zhǔn)樣品的比對(duì)試驗(yàn)

用直接吸入法和共沉淀法對(duì)鉛濃度為0.621±0.025 mg/L、鎘濃度為0.0580±0.0045mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果均在保證值范圍內(nèi)，兩種方法的測(cè)定值具有較好的比對(duì)性。

表5 標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定結(jié)果表

(6)注意事項(xiàng)

①測(cè)定銅、鋅消解時(shí)，不能使水樣沸騰，且注意觀察，不能蒸干水樣，否則測(cè)定結(jié)果偏低。

②測(cè)定鉛、鎘時(shí)，如水樣系加酸保存，應(yīng)使用氨水調(diào)節(jié)至中性再測(cè)定，沉淀溶解移入容量瓶的過程應(yīng)小心操作，防止鉛損失。

③儀器測(cè)定時(shí)選用最佳實(shí)驗(yàn)條件，如選擇適合的空心陰極燈工作電流、分析線、狹縫寬度、火焰類型和燃燒器高度、進(jìn)樣量等。

④原子吸收測(cè)量所測(cè)樣品的吸光度必須落在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)之間才能得到準(zhǔn)確結(jié)果，同時(shí)原子吸收信號(hào)常常在高濃度時(shí)出現(xiàn)靈敏度變低的情況，將標(biāo)準(zhǔn)曲線的中間點(diǎn)設(shè)在樣品濃度附近，或是將樣品溶液濃度調(diào)節(jié)到接近標(biāo)準(zhǔn)曲線中間位置能使測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度提高。

3 結(jié)論

采用直接吸入火焰原子吸收分光光度法測(cè)定水樣中的銅、鋅，測(cè)定線性較好，結(jié)果可靠。通過消解、濃縮水樣后再測(cè)定，能提高測(cè)量準(zhǔn)確度，該方法適合地表水中總銅、總鋅的測(cè)定。用共沉淀-火焰原子吸收分光光度法測(cè)定鉛、鎘，有效提高了靈敏度，擴(kuò)大了儀器分析運(yùn)用范圍，能滿足地表水相關(guān)檢測(cè)要求，與直接吸入法測(cè)定結(jié)果有較好的比對(duì)性，適合地表水、清潔水中鉛、鎘的測(cè)定。

[1]生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 金屬指標(biāo): GB/T5750.6-2006[S].

[2] 水質(zhì) 銅、鋅、鉛、鎘的測(cè)定 原子吸收分光光度法: GB7475-87[S].

[3] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局，水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì). 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第4版)[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[4] 方惠群，于俊生，史堅(jiān).儀器分析[M].北京：科學(xué)出版社，2002：260～263.

[5] 張揚(yáng)祖.原子吸收光譜分析應(yīng)用基礎(chǔ)[M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2007：166

Determination of Copper and Zinc and Lead and Cadmium in Surface Water Using Flame Atomic Absorption Spectrometry

GUO Ying

(Guandu Station of Environmental Monitoring, Kunming Yunnan 650200, China)

The accuracy of determining copper and zinc and lead and cadmium in surface could be improved through digestion and water sample concentrate. The sensitivity of testing lead and cadmium after trapping the metal irons using co-precipitation method was effectively promoted. These would expand the usage of the equipment.

flame atomic absorption spectrometry; Cu; Zn; Pb; Cd; concentrate; comparative experiment

2016-11-25

X83

A

1673-9655(2017)03-0106-03