日立ZA3000原子吸收双孔注入连续进样快速检测水中重金属含量

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天美Marketing天美(中国)科学仪器有限公司TECHCOMP (CHINA) LTD. 天美Marketing天美(中国)科学仪器有限公司TECHCOMP (CHINA) LTD.中国北京朝阳区天畅园7号楼100107TEL：010-64010651FAX010-64060202 中国北京朝阳区天畅园7号楼100107TEL：010-64010651 FAX010-64060202 双注入连续进样石墨炉原子吸收光谱法测定水中铅、镉、铜 天美(中国)科学仪器有限公司分析应用实验室北京100107 摘要 本文采用双孔注入连续进样石墨炉原子吸收光谱法测定某公园湖水和自来水中重金属铅、镉、铜的含量。通过硝酸和过氧化氢消解，以双孔注入法进行测量，峰高模式计算。实验结果表明：铅、、铜标准曲线相关系数分别为 0.9999、0.9993、0.9994，相对标准偏差(RSD) 为1.17%~1.93%(n=6)，回收率为90.8%~100%。整个实验方法具有灵敏度高，精密度高，回收率满足痕量元素分析准确度的要求等优点，为石墨炉原子吸收光谱法测定水体中重金属提供了新的分析方法。 关键词 双孔注入 连续进样 石墨炉原子吸收光谱法 重金属 引言 随着大规模的工业发展及城市规模的扩大，土壤、大气、水环境中存在不同程度的重金属污染。重金属通过金属冶炼、化工废水、矿山开采、农药化肥及生活垃圾等途径进入水体，重金属在水中不能被分解，，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物，且易产生生物富集作用，水体中的重金属不但污染水环境，也严重威胁水生生物和人类的生存[1]。例如铅伤害人的脑细胞，致癌致突变，镉导致高血压，引起心脑血管疾病，破坏骨钙，引起肾功能失调。所以重金属的测定已成为环境检测中的重要指标。《水和废水监测分析方法(第四版)》中对水体中重金属的含量要求做了明确的规定[2]，采用稳定、可靠、快速、高效的分析方法对水环境中的重金属进行检测是势在必行的[3，4]。 图1a双孔石墨管 b采样图像 双孔注入连续进样石墨炉原子吸收光谱仪是使用双孔石墨管(图1)来进行测试的。自动进样器可实现从样品杯连续吸入和连续注入石墨管的功能，进样后的图像如图1b 所示，由图可见，样品被平分成两份分别平铺于石墨管内。采用该技术一方面可有效增大受热面积，升温过程中样品受热均匀，有效缩短了加热时间，且不易发生暴沸现象。另一方面，对于超痕量样品的检测过程中，可通过增大进样量(最大可达100uL)来提高分析的灵敏度。该双孔石墨管和连续进样功能相结合有助于准确、灵敏、高效的采用原子吸收光谱法进行检测分析。 本文采用双孔注入连续进样石墨炉原子吸收光谱法对某公园和自来水中的铅、镉、铜进行检测。该法同样适用于地表水、地下水及工业废水中的铅、镉、铜的快速检测。 一.实验部分 (一)主要仪器与试剂 日立 ZA3000 原子吸收光谱仪(日本)；铅灯、镉灯、铜灯皆为中国有色金属研究院提供的空心阴极灯； Barnstead超纯水装置(美国)； Barnstead电热板(美国)。 铅、镉、铜标准溶液(1000ug/ml)均购于国家标准物质中心，实验时稀释至所需浓度。1%磷酸二氢铵(NHHPO)溶液；硝酸(优级纯)；某公园湖水；自来水；实验用水为超纯水。 (二)前处理方法 取 100mL 水样加入200mL烧杯中，加入5mL硝酸，在电热板上加热(防止沸腾)至10mL 左右，再加入5mL 硝酸和10mL 过氧化氢，继续消解至1mL左右，冷却至室温，加水溶解，转移至100mL容量瓶中定容。 (三)分析条件 Pb Cd Cu 仪器条件 仪器 ZA3000 ZA3000 ZA3000 原子化方式 GA GA GA 检测波长(nm) 283.3 228.8 324.8 灯电流(mA) 6 5 7.5 狭缝宽度(nm) 0.4 0.4 0.4 石墨管 双孔石墨管 双孔石墨管 双孔石墨管 TEL：010-64010651 FAX010-64060202 信号模式 BKG校正 BKG 校正 BKG校正 曲线类型 线性 线性 线性 积分 峰高 峰高 峰高 时间常数(s) 0.2 0.2 0.1 温控 ON ON ON GA 自动进样器 进样体积(uL) 20 20 20 进样速度 4 4 4 基体改进剂 种类 磷酸二氢铵 磷酸二氢铵 磷酸二氢铵 体积(uL) 10 10 10 (四)温度程序 元素 步骤 开始/结束温度 升温/保持时间 气体流速 气体类型 (℃) (S) (mL/min) Pb 干燥 80/140 30/0 200 常规 灰化 400 20/0 200 常规 原子化 2000 0/5 30 常规 清除 2300 0/4 200 常规 Cd 干燥 80/140 30/0 200 常规 灰化 300 20/0 200 常规 原子化 1500 0/5 30 常规 清除 1800 0/4 200 常规 Cu 干燥 80/140 30/0 200 常规 灰化 600 20/0 200 常规 原子化 2500 0/5 30 常规 清除 2600 0/4 200 常规 二.结果与讨论 (一)标准曲线的绘制 将铅的标准溶液(浓度为0.0pg/L，5.0ug/L， 10.0 ug/L， 15.0ug/L， 25.0ug/L， TEL：010-64010651 30.0ug/L)，镉的标准溶液(浓度为0.0ug/L， 1.0ug/L， 1.5ug/L， 2.0mg/L， 2.5ug/L)，铜的标准溶液(浓度为0.0ug/L， 2.5ug/L，7.5ug/L， 12.5ug/L， 15.0ug/L)按上述测定方法绘制标准曲线。所得标准曲线如图2(铅)、图3(镉)、图4(铜)所示，数据见于表1(铅)、表2(镉)、表3(铜)。结果显示，铅、镉、铜标准曲线相关系数分别为0.9999、0.9993、0.9994，线性相关性良好。 图2铅(Pb)标准曲线 表1铅(Pb)标准曲线数据结果 C0NC (ug/L) RSD (%) ABS REF Blank 0.0 3.39 0.0059 0.0313 STD1 5.0 1.21 0.0248 0.0374 STD2 10.0 0.25 0.0405 0.0414 STD3 15.0 4.90 0.0592 0.0574 STD4 25.0 3.17 0.0945 0.0588 STD5 30.0 4.17 0.1128 0.0617 图3镉(Cd)标准曲线 表2镉(Cd)标准曲线数据结果 CONC (ug/L) RSD (%) ABS REF Blank 0.0 5.56 0.0018 0.0385 STD1 1.0 2.01 0.0348 0.0499 STD2 1.5 0.41 0.0488 0.0535 STD3 2.0 2.19 0.0640 0.0569 STD4 2.5 1.16 0.0777 0.0640 图4铜(Cu)标准曲线 表3铜(Cu)标准曲线数据结果 CONC(ug/L) RSD (%) ABS REF Blank 0.0 14.29 0.0077 0.0052 STD1 2.5 0.4 0.0251 0.0162 STD2 7. 5 1.05 0.0571 0.0351 STD3 12.5 0.86 0.0926 0.0545 STD4 15.0 1.91 0.1045 0.0622 (二)样品的测定 按照上述实验方法，分别对某公园湖水和自来水中的铅、镉、铜的含量进行测试，测试结果汇总于表4。 表4样品中铅、镉、铜测试结果 铅 CONC (ug/L) RSD (%) ABS REF 自来水 3.082 1.40 0.0170 0.0744 湖水 2.316 2.55 0.0143 0.1550 FAX010-64060202 镉 铜 自来水 0.356 0.56 0.0137 0.0683 湖水 0.368 2.72 0.0141 0.2022 自来水 11.478 1.84 0.0834 0.0500 湖水 5.770 1.30 0.0395 0.0261 《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)[2]中铅、镉、铜元素标准限值(单位：mg/L)如表5所示，将实验数据与该规定相比较，结果发现该公园湖水中的铅、镉、铜含量都符合Ⅰ类水质要求，自来水中的铅、镉含量也符合Ⅰ类水质要求，铜含量符合Ⅱ类水质要求，即适用于集中式生活饮用水、地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等。由此发现，该公园湖水和自来水的水质都是符合要求的。 表5《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中铅、镉、铜元素标准限值(单位： mg/L) Pb Cd Cu I类水 ≤0.01 ≤0.001 ≤0.01 Ⅱ类水 ≤0.01 ≤0.005 ≤1.0 I类水 ≤0.05 ≤0.005 ≤1.0 Ⅳ类水 ≤0.05 ≤0.005 ≤1.0 V类水 ≤0.1 ≤0.01 ≤1.0 (三)精密度与加标回收率 对公园湖水中的铅、镉、铜分别进行连续6次测定，计算相对标准偏差(RSD)，并做加标回收实验，结果列于表 6。 RSD 为1.17%~1.93%，加标回收率为 表6各元素回收率 A. A2 A. A As A6 A RSD 回收率 Pb 2.361 2.320 2.333 2.303 2.302 2.297 2.329 1.93% 100% Cd 0.361 0.365 0.372 0.368 0.373 0.367 0.364 1.67% 92.0% Cu 5.737 5.850 5.808 5.797 5.866 5.833 5.785 1.17% 90.8% 三.结论 实验结果表明，采用双孔注入连续进样石墨炉原子吸收光谱法对某公园和自来水中的铅、镉、铜进行检测的方法具有精密度高，线性相关性和回收率满足微量元素分析准确度的要求。该方法简单、快速，为石墨炉原子吸收光谱法测定地表水、地下水及工业废水等多种水体环境中痕量的铅、镉、铜提供了新的方法。 ( 参考文献 ) ( [1].杨凤华，快速升温石墨炉原子吸收光谱法直接测定水中铅镉银.理化检验：化学分册，$ 2 005. 41(3) ： 第214-215页. ) ( [2].魏复盛，毕彤与齐文启，水和废水检测分析方法(第四版)，北京. ) ( [3].孙博思 等 ，共沉淀分离富集-高分辨连续光源原子吸收光谱法测定水中重金属铅.2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)， 2011. ) ( [4].唐信英等，石墨炉原子吸收法测定降水中重金属.环境监测管理与技术， 2 2 00820(2) ： 第32-34页. )