氯離子對石墨爐原子吸收分光光度法測定水中銅鉛鎘鎳的影響

趙麗娟

（遼寧省生態(tài)環(huán)境事務(wù)服務(wù)中心，遼寧沈陽 110161）

目前，隨著工業(yè)發(fā)展，重金屬污染已成為人類關(guān)注的重要問題之一。如何監(jiān)測水中重金屬并加以治理，是現(xiàn)階段人類健康的重大問題[1]。銅、鉛、鎘、鎳均屬于常見重金屬元素，具有很強的環(huán)境危害，目前國內(nèi)多采用石墨爐原子吸收分光光度法測定水中的銅、鉛、鎘、鎳?！渡铒嬘盟畼?biāo)準檢驗方法 金屬指標(biāo)》（GB/T 5750.6-2006）[2]，建立了飲用水和水源水的銅、鉛、鎘、鎳的石墨爐原子吸收分光光度法；《飲用天然礦泉水檢驗方法》（GB/T 8538-2016）[3]，建立了飲用天然礦泉水銅、鉛、鎘、鎳的石墨爐原子吸收分光光度法；《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）[4]給出了地下水和清潔地表水中銅、鉛、鎘石墨爐原子吸收分光光度法。通過查閱ISO、EPA標(biāo)準分析方法及國內(nèi)文獻，氯離子對銅、鉛、鎘、鎳的測定均有不同程度的干擾，本研究對共存氯離子做了干擾實驗，并提出了干擾消除辦法。

1 實驗部分

1.1 主要儀器

石墨爐原子吸收分光光度計（具塞曼背景校正器，ZEENIT700P）、電熱板、微波消解儀（CEM公司）。

1.2 試劑

硝酸、過氧化氫、高氯酸、磷酸二氫銨、硝酸鎂，均為優(yōu)級純；實驗用水為去離子水；銅、鉛、鎘、鎳，均為光譜純，質(zhì)量分數(shù)≥99.99%。

1.3 儀器條件

根據(jù)儀器使用說明書調(diào)節(jié)儀器至最佳工作狀態(tài)，儀器測量條件見表1。

1.4 樣品的采集及前處理

樣品采集按照 HJ/T 91-2002 和 HJ/T 164-2004的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行?？扇苄糟~、可溶性鉛、可溶性鎘和可溶性鎳樣品直接測定?？傘~、總鉛、總鎘和總鎳樣品，經(jīng)電熱板消解或按照HJ 678-2013[5]方法微波消解后上機測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 氯離子的干擾

通過向地表水樣品中加入不同濃度的氯離子，測定樣品中各元素的濃度值與真值誤差，可見當(dāng)相對誤差控制在±5%時，300 mg/L的氯離子對銅產(chǎn)生負干擾，200 mg/L的氯離子對鉛產(chǎn)生負干擾，300 mg/L的氯離子對鎘產(chǎn)生正干擾，1 000 mg/L的氯離子對鎳產(chǎn)生正干擾，具體見表2。

分別采集入海口漲潮（氯離子濃度為3 783 mg/L）和落潮（氯離子濃度為443 mg/L）時的水樣，分別測定樣品中4項元素的濃度，其中，銅、鉛、鎘無論漲潮還是落潮水樣均出現(xiàn)儀器故障，無響應(yīng)值，鎳落潮時使用塞曼扣背景可正常測定，測定值與真值誤差為8.7%。通過測定趕潮河流斷面的實際樣品可以進一步驗證氯離子對4種元素的干擾濃度。因此，當(dāng)氯離子濃度高于300 mg/L時，對銅和鎘有干擾，氯離子濃度高于200 mg/L時對鉛有干擾，氯離子濃度高于1 000 mg/L時對鎳有干擾，推薦使用海水方法測定。

表1 儀器測量條件

表2 氯離子對各元素干擾匯總表

2.2 干擾的消除

2.2.1 稀釋法

樣品用與配制校準曲線相同的溶劑稀釋后重新分析，此法適用于有一定濃度的樣品。

2.2.2 基體改進

基體改進劑與待測元素生成難揮發(fā)的化合物，通過提高灰化溫度，使基體成分先蒸發(fā)去除，從而降低干擾，提高靈敏度。針對5種元素分別選擇不同的基體改進劑進行實際樣品加標(biāo)比對實驗。結(jié)果表明，在測定Cu和Ni兩種元素時，使用選擇的基體改進劑時，并不能改善回收率，故建議在測定這兩種元素時無需使用基體改進劑；測定Pb和Cd時使用的基體改進劑均能改善回收率，其中磷酸二氫銨改善效果最好，故推薦測定Pb時使用2%的磷酸二氫銨，測定Cd時使用1%的磷酸二氫銨。在實際工作中，也可以根據(jù)不同品牌的石墨爐原子吸收分光光度計推薦的基體改進劑降低干擾。

2.2.3 標(biāo)準加入法

標(biāo)準加入法有局限性，使用前必須判斷其適用性；先繪制出標(biāo)準溶液和校準曲線，然后測定待測樣品，吸光度為A，從校準曲線上查得濃度為x。向待測試樣中加入標(biāo)準溶液，加標(biāo)濃度為s，測定其吸光度為B，從校準曲線上查得濃度為y。待測試樣的含量當(dāng)不存在基體效應(yīng)時應(yīng)為1，即c=x，此時可用標(biāo)準溶液校準曲線法。當(dāng)存在基體效應(yīng)時在0.5～1.5，可用標(biāo)準加入法超出此范圍時，標(biāo)準加入法不適用，必須預(yù)先分離基體后才能進行測定。

3 結(jié)論

樣品中含氯離子對銅、鉛、鎘、鎳的測定存在干擾。300 mg/L的氯離子對銅產(chǎn)生負干擾，200 mg/L的氯離子對鉛產(chǎn)生負干擾，1 000 mg/L的氯離子對鎘產(chǎn)生負干擾，2 000 mg/L的氯離子對鎳產(chǎn)生負干擾。當(dāng)樣品中氯離子濃度超出上述值時，建議使用海水方法測定。根據(jù)待測元素加入磷酸二氫銨或硝酸鎂基體改進劑，或采用標(biāo)準加入法可消除干擾。本方法測量條件下，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。