微型氢化物发生-冷原子吸收光谱法测定复杂液体样品中痕量镉

委员长

2011/10/23

私聊

原子吸收光谱（AAS）

微型氢化物发生-冷原子吸收光谱法测定复杂液体样品中痕量镉

摘要：利用双毛细管微型在线氢化发生技术和装置，建立了微型氢化物发生-冷原子吸收光谱法（MHG-CV-AAS）测定复杂液体样品中痕量镉。研究了仪器工作条件、溶液酸度及硼氢化钠浓度对镉测试过程的干扰。结果表明：该方法镉的检出限为0.01μg/L，相对标准偏差小于2.62%，用于复杂液体样品测定,结果令人满意。

关键词：微型氢化物发生；冷原子吸收光谱法；复杂液体样品；镉

复杂液体试样中痕量镉的测定，一直是分析工作者最为关心的问题。通常采用石墨炉原子吸收法测定复杂液体样品中痕量的镉，但是由于许多液体样品的基体成分复杂，常常不能得到满意的结果。郭小伟等早在1995年对冷蒸气法测定镉进行了相关研究，彭谦等曾用冷蒸气吸收法测定过食品中痕量镉，吴政宙等^[4]研究了硼氢化钾-盐酸-铁氰化钾-盐酸羟胺发生挥发性镉的新反应体系，结果表明，在0～30℃范围内，镉的吸收峰面积保持稳定。由于测定镉的条件十分苛刻，用普通的氢化物发生器很难建立一个真正适用于复杂液体样品中痕量镉的测定方法。本文采用微型化学原子化器，由于其特制的反应空间，大大提高了测试的灵敏度，同时也缩短了反应时间，节省分析时间，并有效减小了相互干扰。由于该微型化学原子化器设计的巧妙，试验表明该方法的酸度远远超过文献[2]的值，盐酸浓度可以达到φ_HCl=4％，所用试剂和样品只需0.5ml左右。测定时间快至10秒。方法极为灵敏，检测限达0.01 μg/L，由于在反应中基体组分被分离，不存在背景干扰，因而可以测定复杂试样中的镉。

1实验部分

1.1 主要仪器和试剂

1.2 仪器 AA 800 原子吸收光谱仪，配备微型化学原子化器MCA-101（见图1），镉空心阴极灯。

图1 微型化学原子化器

1.2 主要试剂

镉标准溶液：由1mg/mL镉逐级稀释成10 μg/L镉标准工作溶液，

HCl溶液： 1＋1（体积比）

2.5％NaBH₄溶液（含0.8％NaOH）

100g/ L镉增敏剂

1.3 标准系列的配制

在50mＬ容量瓶中，分别加入10μg/L的镉标准溶液0，1，2，3，4，5mL，再向每个容量瓶中加入1＋1盐酸8　mL，镉增敏剂2.5mL，用水稀释至刻度。此系列镉的浓度分别为0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0μg/L。

1.4 试样溶液的制备

本文主要讨论不经前处理直接测定的试样。类型为水溶性样品，包括酱油，果汁（含糖70％），饮料，药物汤剂，海水，不锈钢浸出液等。除果汁因粘度太大需要称重外，其它样品可以直接取一定体积再经稀释后测定。特别浓的酱油应稀释50倍后测定，药物汤剂或饮料通常稀释10倍，海水适当稀释1~2倍，不锈钢浸出液应在低温电热板上蒸发醋酸后用盐酸溶解定容后测定。

1.5 测定方法

按照说明书的要求安装化学原子化器，主机工作界面位于MHS技术，将泵管的两支进液毛细管分别插入试液和NaBH₄中，再按下计算机鼠标的同时，按下发生器的控制鼠标，经过4s取样后，将二毛细管插入水中，再次同时按下二鼠标，直至发生器电机停止转动，显示信号谱图。重复以上操作，测定所有试液的吸收强度。

2结果和讨论

2.1 HCl浓度的影响

镉的吸收信号只能在一定的条件下才能产生，其中HCl的浓度十分重要。在微型化学原子化器中，HCl浓度可以达到4％，过高的酸度，反应不稳定。如图2所示，酸度太小，信号值小，本文采用4％HCl。

图2 HCl浓度的影响

2 .2 NaBH₄浓度的影响

镉在反应中需要较高的还原剂浓度，如图3所示，当NaBH₄浓度达到2.5％时，可以获得稳定的信号。

图3 NaBH4浓度的影响

2.3 Ar气流量的影响

由于镉的反应速度极快，需要有快速流动的Ar气作为载流，在10s左右的时间内完成测量。图4曲线充分说明这一点。

图4 Ar气流量的影响

不难看出，测定镉需要用1000～1200ml/min的氩气流速。

2.4 方法的灵敏度

用化学原子化器冷吸收测定镉的灵敏度极高，通常将校正曲线的浓度范围定在1μg/L以内，这正是许多样品所期望的。因为镉在自然界的克拉克值极低，一般方法难以检出。该方法的检出限为0.01 μg/L。镉的信号谱图和校正曲线如图5.。

图5 镉的吸收信号谱图和校正曲线

2.5 方法的精密度

用微型化学原子化器冷吸收法测定镉，记忆效应小，表1是测定校正曲线（0～2 μg/L）后，未经清洗系统随意复测标准溶液的数据。

表1 标准溶液的测定值 μg/L

理论值

0.25

2.0

1.5

1.0

测定值

0.258

2.019

1.653

1.082

数据表明，由于系统记忆效应小，不同浓度的溶液穿插测定，彼此不受影响。对1μg/L镉溶液测定11次，平均值为1.184 μg/L，相对标准偏差为2.62％。

3 样品分析

用冷原子吸收法测定的样品类型很多，不经化学前处理直接测定的部分样品结果见表2.。

表2 部分样品的分析结果

样品类型

酱油

酱油

梨果汁

川贝枇杷糖浆

海水

含量μg/L

2.366

1.987

0.007mg/kg

0.083

0.062

4 结语

由于镉的毒性，近年来，要求测定痕量镉的样品越来越多，但是实际测定时，会遇到很多困难。微型化学原子化器提供了一个可用冷吸收测定镉的高灵敏度，快速，无背景吸收，无记忆效应，成本低的方法。由于P-E公司的原子吸收光谱仪具有性能优良，软件功能强大，兼容性好等功能，在AA/400/700/800仪器上配备这一装置，可以快速测定0.1～10 μg/L的镉元素。对于能溶于水或以水为溶剂的化学试剂，化工原料，食品，饮料，药物，水，生物体液及不锈钢，陶瓷，玩具的浸出液，通常可不经前处理就能直接测试。