□ 張培養(yǎng) 莫開筍 戴英梅 黃見興 黃春燕 程玉玲 陽(yáng)江市陽(yáng)東區(qū)疾病預(yù)防控制中心

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，我國(guó)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)也越來越重視。飲水衛(wèi)生關(guān)系到人民的健康，為了解水質(zhì)及經(jīng)水傳播疾病的動(dòng)態(tài)變化，保證水質(zhì)衛(wèi)生安全，需要對(duì)飲用水進(jìn)行衛(wèi)生檢測(cè)。銅、鋅、鉛、鎘等重金屬對(duì)環(huán)境以及人體健康具有較大的危害，因此，水中銅、鋅、鉛與鎘的測(cè)定是水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重點(diǎn)對(duì)象。原子吸收光譜法最早見于20世紀(jì)中葉，其主要通過原子蒸汽在不同元素中的譜線吸收反應(yīng)實(shí)現(xiàn)待測(cè)元素的定量分析[1]?；鹧嬖游辗☉?yīng)用廣，多實(shí)踐于易原子化的元素檢測(cè)中，因其檢測(cè)效率高、分析成本較低且重現(xiàn)性良好，對(duì)絕大多數(shù)元素均具有較高的檢測(cè)極限和靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，而水中銅、鋅鉛鎘含量較低，不宜直接測(cè)量，一般采取各種措施來提高靈敏度、降低檢測(cè)限[2]。本實(shí)驗(yàn)研究建立了飲用水中低濃度銅、鋅鉛鎘測(cè)定的火焰原子吸收光譜法，通過對(duì)本地區(qū)水樣的檢測(cè)調(diào)查，及時(shí)掌握飲用水中重金屬的含量狀態(tài)，取得了很好的效果。

1 材料與方法

1.1 主要儀器

電熱板；AA 240FS安捷倫原子吸收光譜儀及相應(yīng)輔助設(shè)備，由安捷倫儀器有限公司提供。

主要試劑：硝酸、高氯酸、氯化鎂、氫氧化鈉（均為優(yōu)級(jí)純）；1 000 mg/L銅標(biāo)準(zhǔn)溶液、500 mg/L鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液、100 mg/L鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液、100 mg/L鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，均由環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所提供。

樣品：按《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》（GB5749-2006）進(jìn)行水樣采集、儲(chǔ)藏、運(yùn)送。

1.2 銅、鋅測(cè)定方法

1.2.1 樣品的預(yù)處理

取水樣100 mL，置于200 mL燒杯中，加入5 mL硝酸，用電熱板加熱消解，蒸至10 mL，再加入5 mL硝酸及2 mL高氯酸，混勻，繼續(xù)消解蒸至1 mL。若消解不徹底，應(yīng)再加入5 mL硝酸與2 mL高氯酸，繼續(xù)消解，蒸至1 mL。停止加熱，靜置冷卻，加入少量水將殘?jiān)芙?，置?5 mL容量瓶中，定容。制作空白樣：取1%硝酸溶液，按上述的步驟操作。

1.2.2 校準(zhǔn)曲線的配制

取5.00 mL銅標(biāo)準(zhǔn)溶液與2.00 mL鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入至100 mL容量瓶?jī)?nèi)，使用1%硝酸溶液定容，配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中銅含量為50.0 mg/L、鋅含量為10.0 mg/L。取混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.20、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00 mL與5.00 mL，分別加入至100 mL容量瓶?jī)?nèi)，用1%硝酸溶液定容，配制成標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，其中銅濃度分別是 0、0.10、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00 mg/L和2.50 mg/L，鋅濃度分別是 0、0.02、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40 mg/L和 0.50 mg/L。

1.2.3 樣品測(cè)定

選適當(dāng)?shù)姆治鼍€、調(diào)節(jié)火焰，調(diào)零，分別吸入標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣品空白、水樣，測(cè)量吸光度，由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出的濃度值除以濃縮系數(shù)4即得水樣中重金屬的濃度值。

1.3 鉛、鎘測(cè)定方法

1.3.1 樣品的預(yù)處理

取250 mL水樣加入燒杯中，緩緩加入2 mL濃度為100 g/L的氯化鎂溶液，再加入2 mL濃度為200 g/L的氫氧化鈉溶液，攪拌均勻后，繼續(xù)攪拌1 min。常溫下靜置2 h左右，使沉淀下沉至液下25 mL以下，去除上清液，余下液體大約20 mL，再加入1mL（1+1）的硝酸溶液，消解沉淀，將反應(yīng)后的液體轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶?jī)?nèi)，加入純水定容，搖勻。制作空白樣：取0.15%硝酸溶液，按上述的程序進(jìn)行操作。

1.3.2 校準(zhǔn)曲線的配制

取5.00 mL鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液、1.00 mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液加入至100 mL容量瓶?jī)?nèi)，用濃度0.15%的硝酸溶液定容，配制混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中鉛含量為5.0 mg/L、鎘含量為1.0 mg/L。再分別取此混合溶 液 0、1.00、2.00、3.00、4.00 mL與5.00 mL，加入250 mL容量瓶中，加純水定容。以下的操作按1.3.1進(jìn)行。

1.3.3 樣品測(cè)定

選適當(dāng)?shù)姆治鼍€、調(diào)節(jié)火焰，調(diào)零，分別吸入標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣品空白、水樣，由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出的濃度值除以濃縮系數(shù)10即得水樣中重金屬的濃度值。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器工作條件優(yōu)化

選擇合適的儀器工作條件，對(duì)于保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度是非常重要的。波長(zhǎng)的選擇要兼顧測(cè)定靈敏度、精密度、校正曲線的動(dòng)態(tài)范圍、受其他譜線干擾的可能性等，通常選擇元素的共振線作為波長(zhǎng)。狹縫的選擇，一般通過調(diào)節(jié)狹縫寬度改變光譜通帶，以減少譜線重疊，通常在0.4～4.0 nm內(nèi)，以增加光強(qiáng)，降低檢出限。燈電流的選擇，應(yīng)考慮輻射光源輸出強(qiáng)度、放電的穩(wěn)定性及燈的使用壽命，在保持光源穩(wěn)定且有足夠光輸出的情況下，盡量選用較低的工作電流，通常選用最大電流的1/2～2/3為工作電流，空心陰極燈使用前一般需預(yù)熱10～30 min。燃?xì)馀c助燃?xì)獾牧髁俊⒈壤x擇，根據(jù)待測(cè)元素的電離度、干擾情況，通過實(shí)驗(yàn)確定。因此，儀器最佳工作條件如下：銅鋅鉛鎘波長(zhǎng)分別為324.8、213.9、283.3 nm與228.8 nm；燈電流分別為2.0、3.0、10.0 mA和8.0 mA；狹縫寬度均為0.2 nm；乙炔流量均為2.0 L/min。

2.2 實(shí)驗(yàn)操作的影響

采用合理的操作可有效提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，在銅、鋅消解過程中，因防止水樣沸騰，且不可蒸干水樣，若水樣沸騰容易導(dǎo)致測(cè)量值偏低；酸堿度會(huì)影響鉛、鎘的測(cè)量準(zhǔn)確度，若水樣因加酸而保存pH值偏低，需加氨水提高pH值到達(dá)中性，再進(jìn)行測(cè)量；測(cè)量時(shí)，把樣品溶液濃度調(diào)節(jié)至接近標(biāo)準(zhǔn)曲線中間值，可有效提高測(cè)量準(zhǔn)確度。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線、方法的精密度、檢出限與加標(biāo)回收率

按1.2.2、1.3.2中的方法配制銅、鋅、鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，測(cè)出對(duì)應(yīng)的吸光度，用最小二乘法計(jì)算出回歸方程及相關(guān)系數(shù)；用同一水樣按設(shè)計(jì)檢測(cè)方法進(jìn)行精密度試驗(yàn)，以6次測(cè)量值分別計(jì)算銅、鋅、鉛、鎘元素的方法精密度，并以相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD表示；用一級(jí)純水作空白樣品，按設(shè)計(jì)檢測(cè)方法進(jìn)行樣品前處理，測(cè)定吸光度20次，根據(jù)公式（1）計(jì)算檢出限。

式（1）中：DL—檢出限，μg/L，Sb—空白值測(cè)量20次的標(biāo)準(zhǔn)偏差，b—方法的靈敏度（標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率）。

取2份同一水樣，一份加標(biāo)，另一份不加標(biāo)，平行檢測(cè)3次取平均值，計(jì)算加標(biāo)回收率，見表1。

2.4 應(yīng)用檢測(cè)

在陽(yáng)東區(qū)11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，根據(jù)飲水習(xí)慣采集自來水和井水共400份，按本檢測(cè)方法進(jìn)行銅、鋅、鉛與鎘重金屬的含量分析。4種重金屬的濃度分布情況見表2。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線、方法的精密度、檢出限與加標(biāo)回收率

表2 陽(yáng)東區(qū)飲用水中重金屬濃度統(tǒng)計(jì)表（單位：μg/L）

從結(jié)果上看，陽(yáng)東區(qū)飲用水的4種重金屬含量，銅、鋅、鉛和鎘的最高濃度分別為：250、280、4.7μg/L和2.4 μg/L，平均值分別為：82.3、98.6、4.7 μg/L 與 1.5 μg/L。按《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 5749-2006評(píng)價(jià)，重金屬濃度均小于限值要求，合格率為100%。但是，銅、鋅、鉛和鎘濃度較高的水樣集中在東城、北慣、合山等工業(yè)鎮(zhèn)，說明了工業(yè)區(qū)的水質(zhì)受到了一定程度的重金屬污染，因此在工業(yè)區(qū)必須加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)，采取有效措施，以控制重金屬對(duì)水環(huán)境的污染。

3 小結(jié)

結(jié)果表明，該檢測(cè)方法合理、可靠。銅、鋅、鉛和鎘含量在選定濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r＞0.999，加標(biāo)回收率在94.7%～101.5%，符合準(zhǔn)確度的要求，檢出限也符合檢測(cè)要求。當(dāng)水中含0.75 μg/L以上的銅，0.25 μg/L以上的鋅時(shí)，經(jīng)濃縮富集4倍后，即可檢出；1 μg/L以上的鉛，0.2 μg/L以上的鎘，經(jīng)濃縮富集10倍后，即可檢出，本法在低濃度檢測(cè)方面比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法更有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)操作較為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，有較好的應(yīng)用前景。