石墨爐原子吸收法測定復(fù)雜基體水中鎳兩種國家標(biāo)準(zhǔn)前處理方法適用性的探討

摘 要：文章探究不同消解方式對基體復(fù)雜的廢水中鎳測定的適用性。通過對實(shí)際樣品加標(biāo)回收率的測定，總結(jié)更有效的前處理方法。

關(guān)鍵詞：石墨爐；鎳；電熱板消解；微波消解

前言

鎳，原子序數(shù)28，原子量58.71，近似銀白色，是硬而有延展性并具有鐵磁性的金屬元素，熔點(diǎn)1453℃，沸點(diǎn)2732℃，密度8.902g/cm3。鎳對環(huán)境的主要污染來自于：鎳礦的開采冶煉、含鎳合金的生產(chǎn)加工過程；電鍍、鍍鎳的生產(chǎn)工藝過程。金屬鎳幾乎沒有急性毒性，一般鎳鹽毒性也不是很高，但是鎳元素在生物學(xué)上也有一定作用，對如精氨酸酶，羧化酶等一系列的酶有激活或抑制的功能，而發(fā)生毒性作用，且羥基鎳也能產(chǎn)生很強(qiáng)的毒性。人體鎳元素中毒的特有癥狀是皮膚炎、呼吸器官障礙及呼吸道癌，鎳在腎、脾、肝中積存最多，可誘發(fā)鼻咽癌和肺癌。世界衛(wèi)生組織（WHO）、美國環(huán)境保護(hù)署及歐盟飲用水指令（98/83/EC）中對鎳的限值都有嚴(yán)格要求，分別為0.07mg/L、0.01mg/L及0.02mg/L。我國地表水及地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)均對水中鎳含量也有嚴(yán)格規(guī)定。對于測定水中金屬總量的前處理，環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)司針對電熱板消解和微波消解方式分別發(fā)布了《水質(zhì)金屬總量的消解硝酸消解法》（HJ677-2013）及《水質(zhì)金屬總量的消解微波消解法》（HJ678-2013）兩套標(biāo)準(zhǔn)。但在用石墨爐原子吸收分光光度法測定水中金屬的過程中，對于一些基體復(fù)雜的水質(zhì)，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)峰形較差、加標(biāo)回收率不達(dá)標(biāo)的問題。

文章對石墨爐原子吸收法測定復(fù)雜基體水中鎳的前處理方法進(jìn)行探討研究，取得了較為滿意的效果。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 主要儀器

德國耶拿Zeenit700型原子吸收分光光度計(jì)（配備自動(dòng)進(jìn)樣器）；鎳元素空心陰極燈；熱解涂層石墨管；可控溫電熱板；微波消解儀。

1.2 主要試劑

本次實(shí)驗(yàn)用水未經(jīng)具體說明皆為去離子水；硝酸（優(yōu)級純）；鎳標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：20μg/L。

1.3 選取對象

本次實(shí)驗(yàn)分別選取某選礦廠、某電廠、某石化廠和某電子廠的廢水進(jìn)行分析。

1.4 實(shí)驗(yàn)條件

石墨爐原子吸收分光光度法測定水中鎳的最佳試驗(yàn)條件，結(jié)果見表1。

1.5 微波消解法

取25ml混合均勻水樣于微波消解罐中，加入1.0mlH2O2，5.0ml濃HNO3，若有大量氣泡產(chǎn)生，則靜置于通風(fēng)裝置中，反應(yīng)平穩(wěn)后加蓋旋緊。放入微波消解儀中，選擇升溫時(shí)間10min，溫度180℃，保持時(shí)間15分鐘。程序運(yùn)行結(jié)束后，取出消解罐置于通風(fēng)裝置內(nèi)冷卻，待罐內(nèi)溫度與室溫平衡后，放氣，開蓋，移出罐內(nèi)消解液，用實(shí)驗(yàn)用水蕩洗消解罐內(nèi)壁兩次，收集所有溶液，轉(zhuǎn)移到50ml容量瓶中，加水至標(biāo)線，待測。也可用電熱板在亞沸狀態(tài)下，加熱趕酸至1ml，用0.2%HNO3定容至25ml容量瓶中。注：在消解過程中切不可將溶液蒸干。如果蒸干，應(yīng)重新取樣進(jìn)行消解。

1.6 電熱板消解法

取50.0ml混合均勻水樣于150ml燒杯或三角瓶中，加入5ml濃HNO3，在可控溫電熱板上加熱消解，蓋上表面皿或小漏斗，微沸加熱回流約30min，移去表面皿，蒸發(fā)至溶液為5ml左右時(shí)停止加熱。待冷卻后，再加入5ml濃HNO3，蓋上表面皿，繼續(xù)將溶液加熱回流蒸發(fā)至5ml左右。待上述溶液冷卻后，緩慢加入1ml高氯酸，并保持微沸，加熱至不再有白煙產(chǎn)生，冷卻后，用適量實(shí)驗(yàn)用水淋洗內(nèi)壁至少3次，轉(zhuǎn)移至50ml容量瓶中定容，待測。注：在加熱過程中，不要讓消解液由于大量的白煙冒出造成樣品損失。兩種消解方法空白試樣的制備：用實(shí)驗(yàn)用水代替試樣按上述步驟與樣品同步進(jìn)行消解。

兩種消解方式加標(biāo)回收率結(jié)果見表2。

2 結(jié)論

通過對四種不同復(fù)雜基體水質(zhì)的加標(biāo)回收率測定，總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：采用《水質(zhì)金屬總量的消解微波消解法》（HJ678-2013）標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行微波消解前處理，加標(biāo)回收率過低無法滿足實(shí)驗(yàn)方法要求。采用《水質(zhì)金屬總量的消解硝酸消解法》（HJ677-2013）標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行電熱板消解前處理，硝酸-過氧化氫體系消解不完全，改用硝酸-高氯酸體系后消解效果良好，且加標(biāo)回收率數(shù)據(jù)良好，符合相關(guān)方法要求。因此，在采用石墨爐原子吸收分光光度法測定復(fù)雜基體水質(zhì)中鎳的總量時(shí)，建議采用電熱板消解方法，硝酸-高氯酸消解體系。

參考文獻(xiàn)

[1]國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)側(cè)分析方法[M].第四版.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[2]程勁華，等.石墨爐法測定生活飲用水中金屬元素操作條件的探討[J].城鎮(zhèn)供水，2006，5：36.

[3]HJ678-2013.水質(zhì)金屬總量的消解微波消解法[S].

[4]HJ677-2013.水質(zhì)金屬總量的消解硝酸消解法[S].

[5]ISO15586-2003 Water quality- Determination of Trace Elements using atomic absorption spectrometry with graphite furnace.

作者簡介：李博（1987-），男，助理工程師，從事無機(jī)環(huán)境分析工作。