探究原子吸收法測定水中鉻的水樣保存時間

摘 要：鉻作為一種常見的水質金屬污染元素，在環境監測工作中是一項重要的監測指標。對于鉻的檢測方法有很多，原子吸收石墨爐分光光度法因其操作簡便、靈敏度高、設備普及性高等特點常用于監測工作。本試驗主要對地表水、地下水和生活污水3種不同類型的水質樣品進行研究，在一定的保存條件下通過對不同保存時長的樣品中鉻的分析，確定其含量的變化趨勢來探究水中鉻的樣品保存時間。經驗證，通過配對t檢驗，鉻在50d內的檢驗結果無顯著性差異。

關鍵詞：原子吸收光譜法;鉻;保存時間

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20201130037

引言

鉻在20世紀80年代末就被列入我國環境優先污染物黑名單，在水質污染控制中是很重要的一項指標[1]。在已印發的《“十三五”生態環境保護規劃》中已經做出了明確的要求，2018年底前建成全國重金屬環境監測體系[2]。

目前檢測鉻的方法有化學法、ICP-MS、ICP-OES及石墨爐原子吸收光譜法等。石墨爐原子吸收分光光度法測定鉻具有操作簡便、準確度高、精密度好、干擾少、分析速度快、測量的含量范圍寬的優點，因此更常用于監測工作中。其原理是對石墨管進行電加熱，使管內樣品中的待測元素以基態原子形式存在，利用基態原子能吸收其特征譜線的吸收強度與含量成正比關系，進行定量分析[3-8]。目前對于水質樣品中鉻的保存時間的研究較少，開展本項研究，有利于環境監測工作的開展。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

石墨爐原子吸收分光光度計：ZEEnit700P;鉛空心陰極燈;全自動消解儀;微波消解儀：CEM5;試劑級別：優級純;試驗用水：一級去離子水;氬氣：純度99.99%;樣品保存材料：聚乙烯瓶。

1.2 試驗條件

1.2.1 樣品采集

依據標準《地下水監測技術規范》（HJ/T 164-2004）進行地下水樣品采集;依據標準《地表水和污水監測技術規范》（HJ/T 91-2002）、《污水監測技術規范》（HJ/T 91-2002）進行地表水和生活污水的樣品采集。

1.2.2 試驗設計

選擇3種不同類型的水質樣品（地下水、地表水、生活污水）;使用石墨爐原子吸收分光光度計對樣品采樣當天及保存水樣7d、14d、21d、30d、40d、50d和60d鉻的含量進行測定;采用配對t檢驗方法對測定數據進行分析，確定樣品有效保存時間。

1.2.3 樣品制備

1.2.3.1 地表水樣品樣品通過0.45μm濾膜后，棄去前20mL濾液，將后續濾液分裝到6個聚乙烯瓶中，使用硝酸作為固定劑，調節pH<2，4℃以下冷藏保存。

1.2.3.2 地下水和生活污水樣品

電熱板消解：移取50.0mL混合均勻的樣品于150mL聚四氟乙烯燒杯中，加入9mL硝酸和3mL鹽酸，置于電加熱設備上，設定加熱溫度120℃，蒸至10mL左右，若溶液渾濁且顏色較深時，補加5mL硝酸，繼續消解，待溶液均勻清澈，將溶液蒸發至近干，取下，待溶液冷卻后轉移至50mL容量瓶，用水稀釋定容至標線，搖勻，待測。

微波消解：移取50.0mL混合均勻的樣品于微波消解罐中，加入9mL硝酸和3mL鹽酸，置于微波消解儀中。設定升溫條件：10min由室溫升至180℃，保持溫度15min。程序運行完畢后取出消解罐置于通風櫥內冷卻，待罐內溫度與室溫平衡后，移出罐內消解液至150mL聚四氟乙烯燒杯中，置于電加熱裝置上，將溶液蒸發至近干，取下，待溶液冷卻后，轉移至50mL容量瓶，用水稀釋定容至標線，搖勻，待測。如果試樣中有不溶顆粒，可靜置或用水系微孔濾膜過濾，取澄清液貯存于聚乙烯瓶中[9]。

2 結果與討論

2.1 測定結果

對保存時間為0～60d的樣品分別測定，每個樣品平行測定6次，以保證樣品的代表性。不同保存時間的樣品測定結果見表1，將保存時間為7～60d的測定數據與采樣時間為0d的測定數據進行比較。

2.1.1 地表水樣品變化幅度在-0.12～0.20μg·L^-1，相對誤差為-2.3%～3.8%。

2.1.2 生活污水樣品變化幅度在-0.11～0.10μg·L^-1，相對誤差為-1.2%～1.1%。

2.1.3 地下水樣品變化幅度在-0.25～0.33μg·L^-1，相對誤差為2.6%～3.4%。

由表1可知，3種不同類型水質樣品中鉻的含量變化幅度較小，需要通過統計學計算以確定其變化趨勢。

2.2 配對t檢驗結果

在60d內的配對t檢驗的記錄如表2所示。地表水樣品配對t檢驗P值為0.04～0.98，地下水樣品的配對t檢驗的P值為0.02～0.62，生活污水的配對t檢驗P值為0.02～0.92。

依據配對t檢驗結果P值均≥0.05，在統計學意義上沒有顯著性差異可以判定，在50d的樣品保存期內，各類型樣品在本實驗條件下的保存可以得到保證。

3 結論

標準《水質 樣品的保存和管理技術規定》（HJ 493-2009）中規定，1L水樣中加濃硝酸10mL酸化，鉻可保存1個月。

因此，建議在監測工作中，如果石墨爐分光光度法測定水樣中的鉻，對于地表水樣品應在樣品采集后使用0.45μm濾膜過濾，棄去前濾液，用少量濾液清洗樣品瓶，收集后濾液于聚乙烯材料的樣品瓶中，選擇硝酸作為固定劑調節pH<2，于4℃下冷藏保存，1個月內測定。對于地下水和生活污水樣品應在采樣現場用樣品對聚乙烯材料的樣品瓶進行清洗，選擇硝酸作為固定劑調節pH<2，于4℃下冷藏保存。由于實際樣品存在基體復雜的情況，樣品的保存時間建議參考HJ 493-2009中規定的1個月內完成，如不能及時分析，根據本試驗結果證明上述3種類型樣品最長保存期為50d。

參考文獻

[1]劉暢.火焰原子吸收法測定水中總鉻的干擾與消除[J].環境研究與監測，2019，33（01）：1-3.

[2]劉暢.火焰原子吸收分光光度法測定廢水中總鉻前處理方法比較[J].環境保護與循環經濟，2019，39（03）：63-65.

[3]楊宏亮.石墨爐原子吸收法測定水中總鉻條件優化[J].環境保護與循環經濟，2019，39（03）：78-82.

[4]劉冬華.淺談原子吸收分光光度法在水質分析中常見的異常現象及處理方法[J].黑龍江科學，2014，5（06）：120.

[5]劉暢，苑芷茜，李艷紅，等.石墨爐原子吸收法測定廢水中銅的前處理比較[J].環境保護與循環經濟，2016，36（04）：57-59.

[6]苑芷茜.不同保存時間AAS法測定水中鎘的比對[J].環境研究與監測，2020，33（01）：4-6.

[7]劉暢.AAS法測定水中鎳樣品保存時間的研究[J].資源節約與環保，2020（06）：61-62.

[8]苑芷茜.探究原子吸收法測定水中銅的樣品保存時間[J].環境保護與循環經濟，2020，40（03）：68-70.

[9]HJ 678-2013，水質 金屬總量的消解 硝酸消解法[S].北京：中國環境保護部，2013.

（責任編輯 李媛媛）

收稿日期：2020-10-13

作者簡介：劉暢（1988-），男，本科，工程師。研究方向：生態環境監測分析。