衡水市滏陽河水中微量元素測定

王煥英

（衡水學(xué)院化工學(xué)院，河北 衡水053000）

河水中微量元素的含量是水體受污染程度以及水質(zhì)的重要指標(biāo)。為了保護環(huán)境，防止水污染，對水體進行經(jīng)常性的水質(zhì)檢測具有重要的意義。滏陽河環(huán)繞衡水市區(qū)，不可避免受到周圍環(huán)境的污染，所以對滏陽河水水體中微量元素進行檢測有著重要的現(xiàn)實意義。

文獻調(diào)研得知，目前微量元素的檢測方法主要有原子發(fā)射法、熒光分析法、色譜法、化學(xué)發(fā)光分析法和質(zhì)譜法等。儲溱等采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）對湖泊水中7種微量和痕量元素P、Mn、Sr、Ca、Mg、Fe、Al進行同時測定，實驗表明，該方法的優(yōu)點是有較高的靈敏度、較寬的線性范圍和較低的檢出限，但該法的缺點是操作和設(shè)備費用較高，并且樣品一般需預(yù)先轉(zhuǎn)化為溶液，這樣對一些元素的優(yōu)勢并不能夠很明顯地顯現(xiàn)出來。薛鵬等用高效液相色譜-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法及電感耦合等離子體-質(zhì)譜法檢測水中砷及微量元素含量，該法原子化條件好，穩(wěn)定性和靈敏度高，但是該法存在一定的缺陷即對非金屬元素測定的靈敏度低。李岫霞等采用兩種預(yù)濃集方法配合中子活化測量，研究了湖水中23種微量元素的含量及分布。該法測量微量元素成本低、快速、簡便，但是該法的準確度較低。廖科結(jié)合微波消解和原子吸收分光光度法測定了水樣中錳、鐵的含量，該法優(yōu)點是安全、準確、簡便、快速、試劑消耗量少，但在測定過程中存在一些干擾因素，所以影響了準確度。伍莉娜采用固相萃取法（SPE）富集天然水中的微量元素，該法的優(yōu)點是有很好的重現(xiàn)性，操作簡易快捷，但是成本太高。

而火焰原子吸收法具有精密度高、抗干擾能力強、靈敏度高、儀器簡單、選擇性好、操作方便等特點，故本文采用火焰原子吸收法測定滏陽河衡水市段水中微量元素Fe、Cu、Ca和Pb等元素的含量，旨在為衡水居民科學(xué)利用河水提供參考。

1 實驗部分

用火焰原子吸收法測定微量元素含量時實驗用水的純度對結(jié)果影響巨大，水不純會影響實驗測定結(jié)果。本實驗使用去離子水，實驗水樣為衡水市前進街滏陽河水。

1.1 樣品的前處理

常用的樣品預(yù)處理方法有濕消化法、酸溶解法和高低溫灰化法。而通常樣品又必須經(jīng)過預(yù)處理后才能進行原子吸收光譜測定。樣品預(yù)處理即在測定各種元素之前，把樣品進行處理，呈現(xiàn)溶液狀，并使各種微量元素處于溶解狀態(tài)。

本實驗的處理方法是在水樣中分別加少許硝酸后密封。若水樣渾濁，進行過濾。

1.2 儀器與試劑

FA2004N分析天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；TAS990原子吸收光譜儀，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。實驗用燈源見表1，實驗用試劑見表2。

表1 實驗用燈源

表2 實驗用試劑

1.3 實驗步驟

1.3.1 稀釋劑及標(biāo)準液的制備

（1）稀釋劑的配制

鐵、銅標(biāo)準溶液稀釋劑的配制：將硝酸稀釋成0.5%的稀硝酸。鈣標(biāo)準溶液稀釋劑的配制：稱取一定量的氯化鍶與硝酸配制成質(zhì)量分數(shù)分別為0.1%和0.5%的混合溶液。

Pb稀釋劑的配制：取1 mL濃硝酸配制成100 mL的溶液，即1%的硝酸溶液。而Pb測定時，由于含量較低，需要用氫氧化鎂做沉淀劑，沉淀富集后再測量。HNO溶液的配制：取5.0 mL濃硝酸用蒸餾水稀釋至10.0 mL。

用不同稀釋劑與上述4種元素Fe、Cu、Ca和Pb的標(biāo)準溶液配制成相應(yīng)濃度的溶液。

（2）標(biāo)準溶液的配制

用移液管準確移取1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL銅標(biāo)準液（1 000 μg/mL）分別置于1 000 mL容量瓶中，用硝酸（0.5%）定容至標(biāo)線，搖勻，則銅溶液濃度 分 別 為1.000 μg/mL、2.000 μg/mL、3.000 μg/mL、4.000 μg/mL，見表3。其他元素按同樣的方法配制。

表3 4種微量元素標(biāo)準溶液的濃度

1.3.2 實驗條件選擇

采用火焰原子吸收光譜法測定河水中Fe、Cu、Ca和Pb 4種微量元素，使用氘燈扣背景，實驗條件見表4。

表4 火焰原子吸收光譜法的工作條件

測量Pb時，取水樣500 mL置于量筒中，加5.0 mL氯化鎂溶液，邊加邊用玻璃棒緩慢攪拌，待穩(wěn)定10 min后，用膠頭滴管緩慢滴加氫氧化鈉溶液，不斷攪拌氫氧化鎂慢慢析出，在實驗過程中用pH試紙檢測溶液的酸堿度，當(dāng)顯示pH＞11時，停加氫氧化鈉溶液，停止攪拌，靜置沉淀。抽濾，除去沉淀。最后把溶液轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，用硝酸（1%）稀釋至刻度。

1.3.3 空白溶液的制備

按照各種元素溶液的配制方法制備空白溶液。測Pb時取500 mL蒸餾水置于量筒中，加5.0 mL氫氧化鎂溶液，一邊加一邊用玻璃棒緩慢攪拌，待穩(wěn)定10 min后，用膠頭滴管緩慢滴加氫氧化鈉溶液，不斷攪拌氫氧化鎂慢慢析出，在實驗過程中用pH試紙檢測溶液的酸堿度，當(dāng)顯示pH＞11時，停加氫氧化鈉溶液，停止攪拌，靜置沉淀。抽濾，除去沉淀。最后把溶液轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，用硝酸（1%）稀釋至刻度，制作空白對照溶液。其他元素類同。

1.4 數(shù)據(jù)處理

對Fe、Cu、Ca、Cd 4種元素同時進行火焰法測定，以吸光度（Abs）對濃度（C）進行線性回歸測出的各元素作標(biāo)準曲線，其線性方程及相關(guān)系數(shù)見表5。

表5 4種元素的回歸方程和相關(guān)系數(shù)

從標(biāo)準曲線上可得河水中4種元素的含量見表6。

表6 樣品中微量元素測定的結(jié)果（mg/L）

2 加標(biāo)回收率和精密度測定

2.1 加標(biāo)回收率

為了驗證實驗方法的準確性，對河水樣品進行了Fe、Cu、Ca、Pb元素加標(biāo)回收實驗。取不同的已知濃度的樣品，分別加入一定濃度的標(biāo)準溶液，按樣品測定操 作步驟進行檢測，計算回收率，見表7。

表7 樣品加標(biāo)回收實驗結(jié)果

2.2 精密度

按照上述測定方法，取水樣重復(fù)進樣5次，考查4種元素質(zhì)量濃度的變化情況，如表8所示。結(jié)果表明，溶液連續(xù)測定5次，4種元素的極差值均小于0.000 7 mg/L，變化很小，說明該方法對4種元素測定時的精密度良好。

表8 精密度實驗

3 結(jié)論

采用火焰原子吸收光譜法測定滏陽河衡水市段水中Fe、Cu、Ca、Pb 4種元素的含量分別為0.007 5 mg/L、0.002 8 mg/L、0.002 5 mg/L、0.002 4 mg/L，加標(biāo)回收率約為95%，精密度良好。實驗數(shù)據(jù)表明，火焰原子吸收光度法測量水中Fe、Cu、Ca、Pb等金屬離子具有偏差小、簡便、準確、靈敏度高、安全快速的優(yōu)點，能滿足水樣測試要求。