原子吸收光譜法測(cè)定金屬銅元素的含量分析

張 樂(lè)，孫曉東

(酒泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 酒泉 735000）

科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，在為我們帶來(lái)便利的時(shí)候也讓我們付出了極其慘烈的代價(jià)。霧霾天的連日未消，地下水資源的污染，環(huán)境污染的嚴(yán)重程度令我們觸目驚心[1]。從空氣污染到地下水污染再到耕地、林地的污染，重金屬對(duì)環(huán)境造成的污染問(wèn)題也在不斷出現(xiàn)。截止到2018年年底，中國(guó)國(guó)家環(huán)保單位組織的國(guó)內(nèi)土壤污染調(diào)研結(jié)果表明，現(xiàn)今我國(guó)受污染的耕地資源大約有2.5億畝，遭遇污染的耕地資源大約有4250萬(wàn)畝，被廢棄物固體堆存物占地面積高達(dá)361萬(wàn)畝，總共約有百分之十一的耕地面積面臨著重金屬嚴(yán)重超標(biāo)。

全國(guó)大約有4億畝耕地正在遭遇重金屬嚴(yán)重污染的威脅，大約占總耕地資源的四分之一，糧食產(chǎn)量因?yàn)橥临|(zhì)受到重金屬污染而減產(chǎn)高達(dá)2070萬(wàn)噸，糧食產(chǎn)量被重金屬污染量大約有1500萬(wàn)噸，重金屬污染導(dǎo)致的間接經(jīng)濟(jì)損失就已經(jīng)達(dá)到320多億[2]。

1 原子吸收光譜法測(cè)定金屬銅元素的含量

如今，重金屬污染的主要污染源包括礦物質(zhì)冶煉、機(jī)電制造、化學(xué)化工、電子儀器等化工工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中排出的重金屬?gòu)U水（主要以銅重金屬離子為主），另一方面，隨著交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車駕駛所排出的尾氣排放當(dāng)中包括大量的重金屬，其中就以Cu離子為主。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大量化肥農(nóng)藥除草劑的過(guò)度使用方面，經(jīng)研究也發(fā)現(xiàn)了過(guò)量的以Cu離子為代表的重金屬離子[3]。金屬銅元素在生產(chǎn)生活方面大量地被發(fā)現(xiàn)，表明重金屬排入自然環(huán)境中并不可以被生物有效的充分降解，反而會(huì)利用生物界食物鏈的生物吸收～排放作用得到成百上千倍地聚集，最后進(jìn)入人類體內(nèi)。金屬銅元素會(huì)對(duì)人類身體內(nèi)部的蛋白質(zhì)以及酶等產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，其最終產(chǎn)物具有強(qiáng)烈的毒素，從而使人體生命失去一定的活性，另外也有可能在人體的某些器官中逐漸累積，導(dǎo)致人體慢性。

1.1 檢測(cè)儀器和檢測(cè)試劑

需要用到的檢測(cè)儀器設(shè)備有：Z-3019型原子吸收分光計(jì)以及銅質(zhì)空心陰極負(fù)向燈。檢測(cè)試劑包括150mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，150mL的高純度蒸餾水，這當(dāng)中標(biāo)準(zhǔn)溶液的含銅量大約為150um/mL。其具體參數(shù)指標(biāo)為：波光長(zhǎng)度為381.1nm，電流大小為20mA，燃燒器高度為8mm，空氣流速與乙炔含量分別為8L/min和1.5L/min。

1.2 實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

在對(duì)實(shí)驗(yàn)試劑進(jìn)行基本配制以前，必須按照試驗(yàn)規(guī)范條例的規(guī)定選擇20mL銅溶液靜置放在150 mL的化學(xué)實(shí)驗(yàn)器皿內(nèi)，之后再用0.7%的優(yōu)質(zhì)雙氧水純?nèi)芤号渲瞥删邆湟欢舛鹊臉?biāo)準(zhǔn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本溶液[4]。

在規(guī)定好的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，使用0.9%的優(yōu)質(zhì)雙氧水純?nèi)芤悍謩e配制成0.001mg/L、0.05mg/L、0.50mg/L、1.50mg/L和2.50mg/L的實(shí)驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)溶液。然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器基本規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的程序去對(duì)金屬銅元素的吸光度和濃度進(jìn)行檢測(cè)。而實(shí)驗(yàn)結(jié)果也進(jìn)一步表明，其吸光度與金屬銅含量大小是呈現(xiàn)一定的正向關(guān)系，其有關(guān)系數(shù)已經(jīng)達(dá)到99%以上。

1.3 測(cè)定過(guò)程方法

實(shí)驗(yàn)需要稱取樣品試劑0.050g于150mL大燒杯里，之后添加8mL～10mL雙氧水，分次序加入總量為20mL的實(shí)驗(yàn)用鹽酸溶劑，待化學(xué)反應(yīng)終止以后，再慢慢加熱至試液徹底溶解，滴入硝酸銅2mL，使其溶解。待徹底冷卻后，將試液轉(zhuǎn)移到150mL化學(xué)大燒杯中，添加高純度雙氧水使其稀釋至規(guī)定刻度后，混合均勻。從中抽取20mL此試液于150mL容量瓶?jī)?nèi)，靜置在桌面上，待水面靜止后加水稀釋至規(guī)定刻度，混合均勻。用吸管抽取空氣-乙炔火焰，以便測(cè)定銅的含量大小。

2 結(jié)果與分析

抽選溶液體積不同的銅標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)溶液，將其分別放在容量為150 mL的大燒杯內(nèi)，并把它們用高純度水溶液稀釋至標(biāo)準(zhǔn)刻度內(nèi)，搖晃均勻。在設(shè)備條件工作環(huán)境之下，檢測(cè)銅的標(biāo)準(zhǔn)含量溶液。

結(jié)果見(jiàn)于下表。通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)可知，金屬銅基本以氯化銅、氫氧化銅以及純銅存在。此方法具備高靈敏性，抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，適用于檢測(cè)含量控制在0.01%～0.80%之間金屬銅元素。

表1 標(biāo)準(zhǔn)樣品中Cu含量測(cè)定結(jié)果(n=5)

2 2.01 5.00 7.54 3 2.14 5.00 7.31 4 3.60 5.00 8.53 5 3.80 5.00 8.13

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)原子吸收光譜法測(cè)定金屬銅元素的含量分析進(jìn)行分析，依托原子吸收光譜法的基本工作原理和檢測(cè)方法，根據(jù)金屬銅元素在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)反饋，對(duì)金屬銅元素的含量進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)本文設(shè)計(jì)。希望本文的研究能夠?yàn)樵游展庾V法測(cè)定金屬銅元素的含量分析提供理論依據(jù)。