?雙孔注入連續(xù)進(jìn)樣和GFAAS法聯(lián)用分析

本文采用雙孔注入連續(xù)進(jìn)樣石墨爐原子吸收光譜法測定某公園湖水和自來水中重金屬鉛、鎘、銅的含量。通過硝酸和過氧化氫消解，以雙孔注入法進(jìn)行測量，峰高模式計(jì)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鉛、鎘、銅標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)分別為0.9999、0.9993、0.9994，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為1.17%～1.93%(n=6)，回收率為90.8%～100%。整個(gè)實(shí)驗(yàn)方法具有靈敏度高，精密度高，回收率滿足痕量元素分析準(zhǔn)確度的要求等優(yōu)點(diǎn)，為石墨爐原子吸收光譜法測定水體中重金屬提供了新的分析方法。

隨著大規(guī)模的工業(yè)發(fā)展及城市規(guī)模的擴(kuò)大，土壤、大氣、水環(huán)境中存在不同程度的重金屬污染。重金屬通過金屬冶煉、化工廢水、礦山開采、農(nóng)藥化肥及生活垃圾等途徑進(jìn)入水體，重金屬在水中不能被分解，與水中的其他毒素結(jié)合生成毒性更大的有機(jī)物，且易產(chǎn)生生物富集作用，水體中的重金屬不但污染水環(huán)境，也嚴(yán)重威脅水生生物和人類的生存。例如鉛傷害人的腦細(xì)胞，致癌致突變，鎘導(dǎo)致高血壓，引起心腦血管疾病，破壞骨鈣，引起腎功能失調(diào)。所以重金屬的測定已成為環(huán)境檢測中的重要指標(biāo)?！端蛷U水監(jiān)測分析方法(第四版)》中對水體中重金屬的含量要求做了明確的規(guī)定，采用穩(wěn)定、可靠、快速、高效的分析方法對水環(huán)境中的重金屬進(jìn)行檢測是勢在必行的。

圖1.a雙孔石墨管,b采樣圖像

雙孔注入連續(xù)進(jìn)樣石墨爐原子吸收光譜儀是使用雙孔石墨管(圖1)來進(jìn)行測試的。自動(dòng)進(jìn)樣器可實(shí)現(xiàn)從樣品杯連續(xù)吸入和連續(xù)注入石墨管的功能，進(jìn)樣后的圖像如圖1b所示，由圖可見，樣品被平分成兩份分別平鋪于石墨管內(nèi)。采用該技術(shù)一方面可有效增大受熱面積，升溫過程中樣品受熱均勻，有效縮短了加熱時(shí)間，且不易發(fā)生暴沸現(xiàn)象。另一方面，對于超痕量樣品的檢測過程中，可通過增大進(jìn)樣量(最大可達(dá)100μL)來提高分析的靈敏度。該雙孔石墨管和連續(xù)進(jìn)樣功能相結(jié)合有助于準(zhǔn)確、靈敏、高效的采用原子吸收光譜法進(jìn)行檢測分析。

本文采用雙孔注入連續(xù)進(jìn)樣石墨爐原子吸收光譜法對某公園和自來水中的鉛、鎘、銅進(jìn)行檢測。該法同樣適用于地表水、地下水及工業(yè)廢水中的鉛、鎘、銅的快速檢測。

實(shí)驗(yàn)部分

儀器與試劑

日立ZA3000原子吸收光譜儀;鉛燈、鎘燈、銅燈皆為中國有色金屬研究院提供的空心陰極燈;Barnstead超純水裝置;Barnstead電熱板。

鉛、鎘、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000ug/ml)均購于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心，實(shí)驗(yàn)時(shí)稀釋至所需濃度。1%磷酸二氫銨(NH4H2PO4)溶液;硝酸(優(yōu)級純);某公園湖水;自來水;實(shí)驗(yàn)用水為超純水。

樣品前處理

取100mL水樣加入200mL燒杯中，加入5mL硝酸，在電熱板上加熱(防止沸騰)至10mL左右，再加入5mL硝酸和10mL過氧化氫，繼續(xù)消解至1mL左右，冷卻至室溫，加水溶解，轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中定容。

分析條件見表1。

表1.儀器分析條件一覽表

溫度程序

表2.升溫程序設(shè)定表

結(jié)果與討論

標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將鉛的標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度為0.0μg/L，5.0μg/L，10.0μg/L，15.0μg/L，25.0μg/L，30.0μg/L),鎘的標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度為0.0μg/L，1.0μg/L，1.5μg/L，2.0μg/L，2.5μg/L)，銅的標(biāo)準(zhǔn)溶液(濃度為0.0μg/L，2.5μg/L，7.5μg/L，12.5μg/L，15.0μg/L)按上述測定方法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。所得標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1(鉛)、圖2(鎘)、圖3(銅)所示，數(shù)據(jù)見于表3(鉛)、表4(鎘)、表5(銅)。結(jié)果顯示，鉛、鎘、銅標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)分別為0.9999、0.9993、0.9994，線性相關(guān)性良好。

圖2.鉛(Pb)標(biāo)準(zhǔn)曲線。

表3.鉛(Pb)標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)結(jié)果

圖3.鎘(Cd)標(biāo)準(zhǔn)曲線。

表4.鎘(Cd)標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)結(jié)果

圖4.銅(Cu)標(biāo)準(zhǔn)曲線。

表5.銅(Cu)標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)結(jié)果。

樣品的測定

按照上述實(shí)驗(yàn)方法，分別對某公園湖水和自來水中的鉛、鎘、銅的含量進(jìn)行測試，測試結(jié)果匯總于表6。

表6.樣品中鉛、鎘、銅測試結(jié)果

《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中鉛、鎘、銅元素標(biāo)準(zhǔn)限值(單位：mg/L)如表7所示,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與該規(guī)定相比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該公園湖水中的鉛、鎘、銅含量都符合Ⅰ類水質(zhì)要求，自來水中的鉛、鎘含量也符合Ⅰ類水質(zhì)要求，銅含量符合Ⅱ類水質(zhì)要求，即適用于集中式生活飲用水、地表水源地一級保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)場、仔稚幼魚的索餌場等。由此發(fā)現(xiàn)，該公園湖水和自來水的水質(zhì)都是符合要求的。

表7.《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)中鉛、鎘、銅元素標(biāo)準(zhǔn)限值(單位：mg/L)

精密度與加標(biāo)回收率

對公園湖水中的鉛、鎘、銅分別進(jìn)行連續(xù)6次測定，計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)，并做加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，RSD為1.17%~1.93%，結(jié)果列于表8。

表8.各元素回收率

小結(jié)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用雙孔注入連續(xù)進(jìn)樣石墨爐原子吸收光譜法對水中的鉛、鎘、銅進(jìn)行檢測的方法精密度高、線性相關(guān)性好和回收率高，滿足微量元素分析準(zhǔn)確度的要求。該方法簡單、快速，為石墨爐原子吸收光譜法測定地表水、地下水及工業(yè)廢水等多種水體環(huán)境中痕量的鉛、鎘、銅提供了新的方法。