石墨爐法測定地表水中鎘的方法學(xué)研究

□王大祥 □王倩倩

(1河南省信陽水文水資源勘測局；2信陽師范學(xué)院華銳學(xué)院理工系)

0 前言

鎘是一種重金屬元素，它廣泛地存在于很多工業(yè)生產(chǎn)過程，如電鍍、金屬冶煉、采礦、農(nóng)藥、油漆、生產(chǎn)和石油煉制等生產(chǎn)過程。然而，鎘并不是人體必需的元素，受到鎘污染的食物、水、大氣環(huán)境，經(jīng)消化道和呼吸道可進入人體并不斷的積累，在這個過程中，可引起人體腎衰竭、骨質(zhì)疏松、糖尿病、高血壓、致癌以及致畸等毒性作用。因此，鎘已被列為地表水中需要嚴(yán)格控制的指標(biāo)，而且具有非常重要的意義。

目前，地表水中鎘的測定方法主要有：原子熒光法、陽極溶出伏安法、示波極譜法、ICP-AES法等。本文采用石墨爐原子吸收法測定地表水中痕量鎘，通過對標(biāo)準(zhǔn)樣品與天然水樣的測定，對該方法的檢出限、精密度和準(zhǔn)確度等進行研究。

1 儀器與方法

1.1 儀器與主要試劑

A3原子吸收分光光度計（北京普析通用儀器有限公司）；鎘高性能空心陰極燈（北京有色金屬研究所，最大工作電流10mA）。

鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液500mg/L(水利部水環(huán)境監(jiān)測評價研究中心)；硝酸優(yōu)級純；高純水等。

1.2 實驗原理

樣品注入石墨管后，石墨爐升溫，樣品蒸發(fā)離解成原子蒸汽，對來自光源的特征電磁輻射產(chǎn)生吸收，將測得的樣品吸光度和標(biāo)準(zhǔn)吸光度做對比，得出所測金屬鎘的含量。

1.3 儀器工作條件

根據(jù)儀器性能調(diào)至最佳狀態(tài)，測定波長為228.80nm；燈電流2.00mA；原子化器位置3.50mm；進樣模式為自動進樣，進樣量為10μL；測量模式為峰高定量；校正模式為標(biāo)準(zhǔn)曲線法。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制

分別配置一個空白和5個工作標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中鎘標(biāo)準(zhǔn)中間液的濃度為0.5μg/mL。準(zhǔn)確移取上述鎘標(biāo)準(zhǔn)中間液1ml至50ml容量瓶中用1%硝酸溶液定容至刻度，搖勻。分別移取上述稀釋后的溶液0，0.50，1.00，1.50，2.00mL至10mL容量瓶中，用1%硝酸溶液定容，搖勻，標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液見表2。

表1 石墨爐升溫工作條件表

表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液表

2 測定與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線制定

按照調(diào)整優(yōu)化的儀器條件，分別對鎘標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液進行測定。按實驗方法在228.80nm波長處測出吸光度值A(chǔ)，以吸光度為縱坐標(biāo)，濃度C為橫坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性回歸方程為A=7.66×10-2C+1.66×10-2，相關(guān)系數(shù)R=99.97×10-2，線性范圍0～2.00ng/mL，工作曲線如圖1所示。

2.2 檢出限試驗

在以上試驗條件下，連續(xù)測定空白樣品7次，根據(jù)檢出限公式DL=3×SD/K（SD為空白溶液吸光度值的標(biāo)準(zhǔn)差，K為直線回歸方程的斜率）來計算檢出限，石墨爐原子分光光度法測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差為4×10-4，檢出限為0.016ng/ml，見表3。

2.3 精密度及準(zhǔn)確度試驗

圖1 鎘標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

表3 石墨爐原子分光光度法檢出限表

按上述方法，測定鎘標(biāo)準(zhǔn)樣品（水利部標(biāo)物中心，樣品編號為120529），標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度為4.53×10-1±0.23×10-1mg/L，做6個平行測試，測定結(jié)果見表4，結(jié)果表明，該標(biāo)準(zhǔn)樣品在該測定方法下的平均值與標(biāo)準(zhǔn)值的相對誤差分別為4.59×10-1mg/L和1.25%，均在允許范圍內(nèi)。對同一地表水水樣取5份，每份分別加入0.50μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液1ml于100mL容量瓶中用水樣定容，進行加標(biāo)回收率測定。鎘元素測定的回收率在93.40～105.90%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.74%。可見，該方法的精密度及準(zhǔn)確度均能滿足檢測要求。

表4 標(biāo)準(zhǔn)樣品精密度試驗表

3 結(jié)論

通過以上實驗結(jié)果可以看出：采用石墨爐法測定地表水中的鎘，在選擇合理的石墨爐升溫程序和儀器工作條件下，該方法的線性相關(guān)性R=99.97×10-2，最低檢出限達到1.60×10-2ng/ml，精密度及準(zhǔn)確度均能取得令人滿意的結(jié)果，完全滿足對地表水中鎘含量的檢測要求。