探究原子吸收法測定水中鉻的水樣保存時間

摘 要：鉻作為一種常見的水質(zhì)金屬污染元素，在環(huán)境監(jiān)測工作中是一項重要的監(jiān)測指標(biāo)。對于鉻的檢測方法有很多，原子吸收石墨爐分光光度法因其操作簡便、靈敏度高、設(shè)備普及性高等特點常用于監(jiān)測工作。本試驗主要對地表水、地下水和生活污水3種不同類型的水質(zhì)樣品進(jìn)行研究，在一定的保存條件下通過對不同保存時長的樣品中鉻的分析，確定其含量的變化趨勢來探究水中鉻的樣品保存時間。經(jīng)驗證，通過配對t檢驗，鉻在50d內(nèi)的檢驗結(jié)果無顯著性差異。

關(guān)鍵詞：原子吸收光譜法;鉻;保存時間

中圖分類號：S-3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20201130037

引言

鉻在20世紀(jì)80年代末就被列入我國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單，在水質(zhì)污染控制中是很重要的一項指標(biāo)[1]。在已印發(fā)的《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》中已經(jīng)做出了明確的要求，2018年底前建成全國重金屬環(huán)境監(jiān)測體系[2]。

目前檢測鉻的方法有化學(xué)法、ICP-MS、ICP-OES及石墨爐原子吸收光譜法等。石墨爐原子吸收分光光度法測定鉻具有操作簡便、準(zhǔn)確度高、精密度好、干擾少、分析速度快、測量的含量范圍寬的優(yōu)點，因此更常用于監(jiān)測工作中。其原理是對石墨管進(jìn)行電加熱，使管內(nèi)樣品中的待測元素以基態(tài)原子形式存在，利用基態(tài)原子能吸收其特征譜線的吸收強(qiáng)度與含量成正比關(guān)系，進(jìn)行定量分析[3-8]。目前對于水質(zhì)樣品中鉻的保存時間的研究較少，開展本項研究，有利于環(huán)境監(jiān)測工作的開展。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

石墨爐原子吸收分光光度計：ZEEnit700P;鉛空心陰極燈;全自動消解儀;微波消解儀：CEM5;試劑級別：優(yōu)級純;試驗用水：一級去離子水;氬氣：純度99.99%;樣品保存材料：聚乙烯瓶。

1.2 試驗條件

1.2.1 樣品采集

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《地下水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 164-2004）進(jìn)行地下水樣品采集;依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 91-2002）、《污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 91-2002）進(jìn)行地表水和生活污水的樣品采集。

1.2.2 試驗設(shè)計

選擇3種不同類型的水質(zhì)樣品（地下水、地表水、生活污水）;使用石墨爐原子吸收分光光度計對樣品采樣當(dāng)天及保存水樣7d、14d、21d、30d、40d、50d和60d鉻的含量進(jìn)行測定;采用配對t檢驗方法對測定數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定樣品有效保存時間。

1.2.3 樣品制備

1.2.3.1 地表水樣品樣品通過0.45μm濾膜后，棄去前20mL濾液，將后續(xù)濾液分裝到6個聚乙烯瓶中，使用硝酸作為固定劑，調(diào)節(jié)pH<2，4℃以下冷藏保存。

1.2.3.2 地下水和生活污水樣品

電熱板消解：移取50.0mL混合均勻的樣品于150mL聚四氟乙烯燒杯中，加入9mL硝酸和3mL鹽酸，置于電加熱設(shè)備上，設(shè)定加熱溫度120℃，蒸至10mL左右，若溶液渾濁且顏色較深時，補(bǔ)加5mL硝酸，繼續(xù)消解，待溶液均勻清澈，將溶液蒸發(fā)至近干，取下，待溶液冷卻后轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶，用水稀釋定容至標(biāo)線，搖勻，待測。

微波消解：移取50.0mL混合均勻的樣品于微波消解罐中，加入9mL硝酸和3mL鹽酸，置于微波消解儀中。設(shè)定升溫條件：10min由室溫升至180℃，保持溫度15min。程序運(yùn)行完畢后取出消解罐置于通風(fēng)櫥內(nèi)冷卻，待罐內(nèi)溫度與室溫平衡后，移出罐內(nèi)消解液至150mL聚四氟乙烯燒杯中，置于電加熱裝置上，將溶液蒸發(fā)至近干，取下，待溶液冷卻后，轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶，用水稀釋定容至標(biāo)線，搖勻，待測。如果試樣中有不溶顆粒，可靜置或用水系微孔濾膜過濾，取澄清液貯存于聚乙烯瓶中[9]。

2 結(jié)果與討論

2.1 測定結(jié)果

對保存時間為0～60d的樣品分別測定，每個樣品平行測定6次，以保證樣品的代表性。不同保存時間的樣品測定結(jié)果見表1，將保存時間為7～60d的測定數(shù)據(jù)與采樣時間為0d的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

2.1.1 地表水樣品變化幅度在-0.12～0.20μg·L^-1，相對誤差為-2.3%～3.8%。

2.1.2 生活污水樣品變化幅度在-0.11～0.10μg·L^-1，相對誤差為-1.2%～1.1%。

2.1.3 地下水樣品變化幅度在-0.25～0.33μg·L^-1，相對誤差為2.6%～3.4%。

由表1可知，3種不同類型水質(zhì)樣品中鉻的含量變化幅度較小，需要通過統(tǒng)計學(xué)計算以確定其變化趨勢。

2.2 配對t檢驗結(jié)果

在60d內(nèi)的配對t檢驗的記錄如表2所示。地表水樣品配對t檢驗P值為0.04～0.98，地下水樣品的配對t檢驗的P值為0.02～0.62，生活污水的配對t檢驗P值為0.02～0.92。

依據(jù)配對t檢驗結(jié)果P值均≥0.05，在統(tǒng)計學(xué)意義上沒有顯著性差異可以判定，在50d的樣品保存期內(nèi)，各類型樣品在本實驗條件下的保存可以得到保證。

3 結(jié)論

標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì) 樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》（HJ 493-2009）中規(guī)定，1L水樣中加濃硝酸10mL酸化，鉻可保存1個月。

因此，建議在監(jiān)測工作中，如果石墨爐分光光度法測定水樣中的鉻，對于地表水樣品應(yīng)在樣品采集后使用0.45μm濾膜過濾，棄去前濾液，用少量濾液清洗樣品瓶，收集后濾液于聚乙烯材料的樣品瓶中，選擇硝酸作為固定劑調(diào)節(jié)pH<2，于4℃下冷藏保存，1個月內(nèi)測定。對于地下水和生活污水樣品應(yīng)在采樣現(xiàn)場用樣品對聚乙烯材料的樣品瓶進(jìn)行清洗，選擇硝酸作為固定劑調(diào)節(jié)pH<2，于4℃下冷藏保存。由于實際樣品存在基體復(fù)雜的情況，樣品的保存時間建議參考HJ 493-2009中規(guī)定的1個月內(nèi)完成，如不能及時分析，根據(jù)本試驗結(jié)果證明上述3種類型樣品最長保存期為50d。

參考文獻(xiàn)

[1]劉暢.火焰原子吸收法測定水中總鉻的干擾與消除[J].環(huán)境研究與監(jiān)測，2019，33（01）：1-3.

[2]劉暢.火焰原子吸收分光光度法測定廢水中總鉻前處理方法比較[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2019，39（03）：63-65.

[3]楊宏亮.石墨爐原子吸收法測定水中總鉻條件優(yōu)化[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2019，39（03）：78-82.

[4]劉冬華.淺談原子吸收分光光度法在水質(zhì)分析中常見的異?，F(xiàn)象及處理方法[J].黑龍江科學(xué)，2014，5（06）：120.

[5]劉暢，苑芷茜，李艷紅，等.石墨爐原子吸收法測定廢水中銅的前處理比較[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2016，36（04）：57-59.

[6]苑芷茜.不同保存時間AAS法測定水中鎘的比對[J].環(huán)境研究與監(jiān)測，2020，33（01）：4-6.

[7]劉暢.AAS法測定水中鎳樣品保存時間的研究[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2020（06）：61-62.

[8]苑芷茜.探究原子吸收法測定水中銅的樣品保存時間[J].環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2020，40（03）：68-70.

[9]HJ 678-2013，水質(zhì) 金屬總量的消解 硝酸消解法[S].北京：中國環(huán)境保護(hù)部，2013.

（責(zé)任編輯 李媛媛）

收稿日期：2020-10-13

作者簡介：劉暢（1988-），男，本科，工程師。研究方向：生態(tài)環(huán)境監(jiān)測分析。