蔣俊卉(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心福建總隊，福建 福州 350001)

0 引言

鉀、鈉、鈣、鎂廣泛地存在于各類型的天然水中，是地下水、地表水、飲用天然礦泉水等的常測項目。鈉的含量從小于1 mg/L到大于500 mg/L不等，如果鈉鹽含量過高，容易引起土壤的鹽漬化，直接危害植物的生長；鉀是植物的基本營養(yǎng)元素，水中鉀離子的含量為鈉離子含量的4%～10%；鈣、鎂是構(gòu)成水硬度的主要成分，硬度過高的水不適宜工業(yè)使用，也不利于人們生活中的洗滌和烹飪。目前，測定水中鉀、鈉、鈣、鎂的方法主要有原子吸收光譜法、離子色譜法、ICP-AES法、IPS-MS法等。文章采用AAS法和ICP-AES法同時測定水樣中的鉀、鈉、鈣、鎂含量，進行校準曲線、檢出限、精密度、準確度、加標回收試驗，對結(jié)果進行數(shù)理統(tǒng)計分析[1]。

1 試驗部分

1.1 主要儀器和工作條件

iCAP7000電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，賽默飛公司，ICP7200Duo，利用ICP源等離子體產(chǎn)生的高溫，使試樣完全分解形成激發(fā)態(tài)的原子和離子，由于激發(fā)態(tài)的原子和離子不穩(wěn)定，外層電子會從激發(fā)態(tài)向低的能級躍遷，因此發(fā)射出特征譜線，通過光柵等分光后，利用檢測器檢測特定波長的強度，光的強度與待測元素濃度成正比。

表1 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作條件

北京海光儀器有限公司的GGX-810原子吸收分光光度計，利用光源輻射出的待測元素的特征譜線通過樣品的蒸氣時，被蒸氣中待測元素的基態(tài)原子所吸收，由光源輻射減弱的程度，而求得樣品中待測元素的含量。

表2 原子吸收分光光度計工作條件

1.2 主要試劑和標準物質(zhì)

主要試劑：硝酸(優(yōu)級純)、氯化鍶、鹽酸(優(yōu)級純)、去離子水；

鉀、鈉、鈣與鎂混合水質(zhì)標樣：GSB 07-3185-2014(批號202620)、GSB 07-3185-2014(批號202619)；

標準儲備溶液：鉀鈣鈉鎂標準儲備溶液1 000 mg/L[2]。

1.3 元素分析譜線的選擇

ICP-AES譜線選擇是否恰當，直接影響到測定結(jié)果的準確性以及測定方向的可信度，因此待測元素波長的選擇是分析過程中的重要環(huán)節(jié)，要綜合考慮元素的檢出限、共存元素的干擾、背景干擾和該元素的線性范圍。文章對每個待測元素選擇兩到三條譜線，經(jīng)過實驗，最終確定選擇檢出限低、干擾少、線性最好的譜線，結(jié)果如表3所示。

表3 ICP-AES法譜線選擇 單位：nm

1.4 樣品預(yù)處理

樣品采集后，通過0.45 μm濾膜過濾，棄去初始的50～100 mL溶液，收集所需體積的濾液并用(1+1)硝酸調(diào)節(jié)pH小于2。

2 試驗結(jié)果

2.1 標準曲線及方法檢出限

分別用ICP-AES法和AAS法測定鉀、鈉、鈣、鎂的標準曲線，相關(guān)結(jié)果如表4所示。

表4 標準曲線線性范圍、相關(guān)系數(shù)及檢出限

按照樣品分析步驟，重復(fù)測定11次空白溶液，計算11次平行測定的標準偏差，檢出限按3倍的空白溶液標準偏差所對應(yīng)的濃度值計算。各元素的線性范圍、相關(guān)系數(shù)、檢出限如下表，測定的各元素標準曲線的相關(guān)系數(shù)均大于0.999 5，滿足要求[3]。

2.2 準確度試驗

按照本方法對標準物質(zhì)GSB 07-3185-2014(批號202620)和GBW(E)082051(樣品編號013151902)進行11次平行實驗，分別用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法和原子吸收光譜法測定[4]，其相關(guān)數(shù)據(jù)如表5所示。

表5 準確度實驗

2.3 精密度試驗

選取標準物質(zhì)GSB 07-3185-2014(批號202620)，按照本方法取7份樣品進行精密度試驗，其相關(guān)數(shù)據(jù)如表6所示。

表6 精密度試驗

2.4 加標回收試驗

為了保證分析結(jié)果的可靠性，用本法對水樣進行加標回收試驗。在水樣中加入一定量的鉀、鈉、鈣、鎂，按分析方法測定，其回收率在于99.3%～106.0% 之間，說明本法準確度能滿足分析要求，結(jié)果列于如表7所示。

表7 加標回收試驗

3 結(jié)語

AAS法與ICP-AES法對水中K、Na、Ca、Mg的測定經(jīng)比較，二者在線性范圍內(nèi)均具有良好的線性系數(shù)、較好的精密度和準確度，較低的檢出限、加標回收率均達到要求，無顯著差異。AAS法針對單個元素逐一測定，分析速度較慢，工作速率較低。ICP-AES法一次性進樣可同時測定多種元素，測定效率高，環(huán)境污染少，在多組分測定方面更加優(yōu)越，且操作簡便，試劑耗材少，分析速度快，具有較好的實用性，適合大批量水質(zhì)樣品的分析測定，各類測試指標均能滿足要求。