劉樞

摘要? ? 建立了石墨爐原子吸收分光光度法測定水中銅、鉛、鎘、鎳、鉻的分析方法。優(yōu)化了儀器條件，通過檢出限、精密度和準(zhǔn)確度的測試，驗證了該方法在金屬元素分析中的準(zhǔn)確性和有效性，能夠滿足環(huán)境水樣中銅、鉛、鎘、鎳、鉻的分析要求。

關(guān)鍵詞? ? 石墨爐原子吸收分光光度法;重金屬;測定

中圖分類號? ? X832? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）02-0153-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

Abstract? ? A method for the determination of copper，lead，cadmium，nickel and chromium in water by graphite furnace atomic absorption spectrophotometry was established.Through the test of detection limit，precision and accuracy，the accuracy and validity of the method in the analysis of metal elements were verified，which could meet the requirements of the analysis of copper，lead，cadmium，nickel and chromium in environmental water samples.

Key words? ? graphite furnace atomic absorption spectrometry;heavy metal;determination

目前，重金屬污染已十分嚴(yán)重，如何監(jiān)測水中重金屬并加以治理，是現(xiàn)階段人類面臨的重大問題。銅、鉛、鎘、鎳、鉻均屬于常見重金屬元素，具有很強(qiáng)的環(huán)境危害。與銅、鉛、鎘、鎳、鉻相關(guān)的國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)分析方法主要有火焰原子吸收分光光度法（FAA）、石墨爐原子吸收分光光度法（GFAA）、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）和電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）法等，國內(nèi)頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有15個還包括《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）[1]。查閱相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn)、《地表水和廢水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》[2]和《地下水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》[3]，推薦分析方法多為石墨爐原子吸收法。國內(nèi)與石墨爐原子吸收分光光度法相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)分析方法：《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法》（GB/T 5750.6—2006）[4]，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）[5]，建立了飲用天然礦泉水銅、鉛、鎘、鎳、鉻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）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。本方法采用石墨爐原子吸收分光光度法測定水中的銅、鉛、鎘、鎳、鉻，結(jié)果證明，其可用于環(huán)境水樣的分析。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗材料

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）。

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;試驗用水為去離子水;銅、鉛、鎘、鎳、鉻均為光譜純，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.99%。

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。

1.2? ? 試驗方法

樣品采集按照《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 91—2002）和《地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（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、可溶性鎳和可溶性鉻樣品采集后盡快用0.45 μm的濾膜過濾，棄去初始濾液50 mL，立即加入適量硝酸溶液酸化濾液至pH值為1～2，于14 d內(nèi)完成分析測定?？傘~、總鉛、總鎘、總鎳和總鉻樣品采集后立即加入適量硝酸溶液，酸化樣品至pH值為1～2，于14 d內(nèi)完成分析測定。

可溶性銅、可溶性鉛、可溶性鎘、可溶性鎳或可溶性鉻樣品直接測定?？傘~、總鉛、總鎘、總鎳和總鉻樣品，經(jīng)電熱板消解或微波消解后上機(jī)測定。微波消解方法參照《水質(zhì) 金屬總量的消解 微波消解法》（HJ 678-2013）[6]。

電熱板消解具體步驟：移取50.0 mL搖勻后的樣品于100 mL燒杯中，加入5 mL硝酸，蓋上表面皿，于電熱板上95 ℃±5 ℃加熱蒸發(fā)至溶液剩余2～3 mL，冷卻，視消解情況可繼續(xù)加入硝酸，每次3 mL，重復(fù)上述消解過程，直至不再有棕色煙霧產(chǎn)生，冷卻。緩慢加入3 mL過氧化氫或1 mL高氯酸，蓋上表面皿，于電熱板上95 ℃±5 ℃加熱回流，視情況可繼續(xù)加入過氧化氫或高氯酸，每次1 mL，直至只有細(xì)微氣泡或大致外觀不發(fā)生變化，移去表面皿，將溶液蒸發(fā)至近干，冷卻。加入適量硝酸溶液1+499（v/v），用硝酸溶液淋洗燒杯內(nèi)壁和表面皿至少3次，全量移入50 mL容量瓶中，用硝酸溶液定容至標(biāo)線，搖勻。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。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 校準(zhǔn)曲線的繪制

配制各元素標(biāo)準(zhǔn)系列，由低濃度到高濃度依次向石墨管注入20 μL標(biāo)準(zhǔn)系列，按照儀器參考條件加入基體改進(jìn)劑并測量吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，用線性回歸法建立校準(zhǔn)曲線，各元素校準(zhǔn)曲線見表2。

2.2? ? 檢出限

分別按照樣品分析的總量和可溶性2種目標(biāo)待測物，對銅濃度為1.00 μg/L、鉛濃度為2.00 μg/L、鎘濃度為0.1 μg/L、鎳濃度為5.0 μg/L、鉻濃度為0.8 μg/L的試樣進(jìn)行8次平行測定，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差，計算方法檢出限（MDL）（表3、4）。

2.3? ? 精密度試驗

對總銅、總鉛、總鎘、總鎳和總鉻質(zhì)量濃度為0.47～6.5、1.01～22.4、1.92～47.5 μg/L的地下水樣品、地表水樣品和廢水樣品進(jìn)行了6次重復(fù)測定，實驗室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.8%～26.4%、1.2%～22.9%、0.5%～13.0%。實驗室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為7.2%～26.0%、5.6%～25.0%、3.8%～19.0%。重復(fù)性限分別為0.08～1.30、0.15～3.90、0.23～4.40 μg/L。再現(xiàn)性限分別為0.27～2.70、0.34～8.10、0.34～13.10 μg/L。

對可溶性銅、可溶性鉛、可溶性鎘、可溶性鎳和可溶性鉻質(zhì)量濃度為0.44～6.30、0.95～21.90、1.78～47.00 μg/L的地下水樣品、地表水樣品和廢水樣品進(jìn)行了6次重復(fù)測定，實驗室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.7%～17.0%、0.4%～8.3%、0.2%～15.7%。實驗室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為10%～30%、6.4%～41.0%、3.1%～17.0%。重復(fù)性限分別為0.06～1.00、0.08～1.90、0.19～2.90 μg/L。再現(xiàn)性限分別為0.19～3.10、0.18～20.00、0.33～10.90 μg/L（表5）。

2.4? ? 準(zhǔn)確度試驗

對銅、鉛、鎘、鎳和鉻濃度為（44.8±2.5） μg/L～（1.42±0.07）mg/L的有證標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測定，相對誤差為-4.5%～4.4%，相對誤差最終值為-1.0%±3.8%～1.7%±4.0%。對地下水、地表水和廢水樣品進(jìn)行總量元素的加標(biāo)回收試驗，加標(biāo)回收率范圍為81.2%～124.0%，加標(biāo)回收率最終值為91.1%±16.4%～107%±20.8%。對地下水、地表水和廢水樣品進(jìn)行可溶性元素的加標(biāo)回收試驗，加標(biāo)回收率范圍為79.8%～113%，加標(biāo)回收率最終值為94.6%±7.0%～101%±19%。

3? ? 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，石墨爐原子吸收分光光度法的檢出限、準(zhǔn)確度和精密度均可滿足環(huán)境水樣的檢測需要，易于操作，適于推廣使用，可作為分析水質(zhì)樣品的參考方法，適用于地表水、地下水、生活污水和工業(yè)廢水中銅（Cu）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、鎳（Ni）、鉻（Cr）的測定。

4? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)側(cè)分析方法[M].4版.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002

[2] 國家環(huán)境保護(hù)總局.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：GB3838-2002[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

[3] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 14848-2017[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[4] 衛(wèi)生部.生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法：GB/T 5750.6-2006[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[5] 國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)飲用天然礦泉水檢驗方法：GB/T 8538-2016[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[6] 環(huán)境保護(hù)部.水質(zhì) 金屬總量的消解 微波消解法：HJ 678-2013[S/OL].（2013-11-21）[2019-08-27].http：//www.docin.com/p-737666797.html.