衡水市滏陽河水中微量元素測定

王煥英

（衡水學院化工學院，河北 衡水053000）

河水中微量元素的含量是水體受污染程度以及水質的重要指標。為了保護環境，防止水污染，對水體進行經常性的水質檢測具有重要的意義。滏陽河環繞衡水市區，不可避免受到周圍環境的污染，所以對滏陽河水水體中微量元素進行檢測有著重要的現實意義。

文獻調研得知，目前微量元素的檢測方法主要有原子發射法、熒光分析法、色譜法、化學發光分析法和質譜法等。儲溱等采用電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）對湖泊水中7種微量和痕量元素P、Mn、Sr、Ca、Mg、Fe、Al進行同時測定，實驗表明，該方法的優點是有較高的靈敏度、較寬的線性范圍和較低的檢出限，但該法的缺點是操作和設備費用較高，并且樣品一般需預先轉化為溶液，這樣對一些元素的優勢并不能夠很明顯地顯現出來。薛鵬等用高效液相色譜-氫化物發生-原子熒光光譜法及電感耦合等離子體-質譜法檢測水中砷及微量元素含量，該法原子化條件好，穩定性和靈敏度高，但是該法存在一定的缺陷即對非金屬元素測定的靈敏度低。李岫霞等采用兩種預濃集方法配合中子活化測量，研究了湖水中23種微量元素的含量及分布。該法測量微量元素成本低、快速、簡便，但是該法的準確度較低。廖科結合微波消解和原子吸收分光光度法測定了水樣中錳、鐵的含量，該法優點是安全、準確、簡便、快速、試劑消耗量少，但在測定過程中存在一些干擾因素，所以影響了準確度。伍莉娜采用固相萃取法（SPE）富集天然水中的微量元素，該法的優點是有很好的重現性，操作簡易快捷，但是成本太高。

而火焰原子吸收法具有精密度高、抗干擾能力強、靈敏度高、儀器簡單、選擇性好、操作方便等特點，故本文采用火焰原子吸收法測定滏陽河衡水市段水中微量元素Fe、Cu、Ca和Pb等元素的含量，旨在為衡水居民科學利用河水提供參考。

1 實驗部分

用火焰原子吸收法測定微量元素含量時實驗用水的純度對結果影響巨大，水不純會影響實驗測定結果。本實驗使用去離子水，實驗水樣為衡水市前進街滏陽河水。

1.1 樣品的前處理

常用的樣品預處理方法有濕消化法、酸溶解法和高低溫灰化法。而通常樣品又必須經過預處理后才能進行原子吸收光譜測定。樣品預處理即在測定各種元素之前，把樣品進行處理，呈現溶液狀，并使各種微量元素處于溶解狀態。

本實驗的處理方法是在水樣中分別加少許硝酸后密封。若水樣渾濁，進行過濾。

1.2 儀器與試劑

FA2004N分析天平，上海精密科學儀器有限公司；TAS990原子吸收光譜儀，北京普析通用儀器有限責任公司。實驗用燈源見表1，實驗用試劑見表2。

表1 實驗用燈源

表2 實驗用試劑

1.3 實驗步驟

1.3.1 稀釋劑及標準液的制備

（1）稀釋劑的配制

鐵、銅標準溶液稀釋劑的配制：將硝酸稀釋成0.5%的稀硝酸。鈣標準溶液稀釋劑的配制：稱取一定量的氯化鍶與硝酸配制成質量分數分別為0.1%和0.5%的混合溶液。

Pb稀釋劑的配制：取1 mL濃硝酸配制成100 mL的溶液，即1%的硝酸溶液。而Pb測定時，由于含量較低，需要用氫氧化鎂做沉淀劑，沉淀富集后再測量。HNO溶液的配制：取5.0 mL濃硝酸用蒸餾水稀釋至10.0 mL。

用不同稀釋劑與上述4種元素Fe、Cu、Ca和Pb的標準溶液配制成相應濃度的溶液。

（2）標準溶液的配制

用移液管準確移取1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL銅標準液（1 000 μg/mL）分別置于1 000 mL容量瓶中，用硝酸（0.5%）定容至標線，搖勻，則銅溶液濃度 分 別 為1.000 μg/mL、2.000 μg/mL、3.000 μg/mL、4.000 μg/mL，見表3。其他元素按同樣的方法配制。

表3 4種微量元素標準溶液的濃度

1.3.2 實驗條件選擇

采用火焰原子吸收光譜法測定河水中Fe、Cu、Ca和Pb 4種微量元素，使用氘燈扣背景，實驗條件見表4。

表4 火焰原子吸收光譜法的工作條件

測量Pb時，取水樣500 mL置于量筒中，加5.0 mL氯化鎂溶液，邊加邊用玻璃棒緩慢攪拌，待穩定10 min后，用膠頭滴管緩慢滴加氫氧化鈉溶液，不斷攪拌氫氧化鎂慢慢析出，在實驗過程中用pH試紙檢測溶液的酸堿度，當顯示pH＞11時，停加氫氧化鈉溶液，停止攪拌，靜置沉淀。抽濾，除去沉淀。最后把溶液轉移至250 mL容量瓶中，用硝酸（1%）稀釋至刻度。

1.3.3 空白溶液的制備

按照各種元素溶液的配制方法制備空白溶液。測Pb時取500 mL蒸餾水置于量筒中，加5.0 mL氫氧化鎂溶液，一邊加一邊用玻璃棒緩慢攪拌，待穩定10 min后，用膠頭滴管緩慢滴加氫氧化鈉溶液，不斷攪拌氫氧化鎂慢慢析出，在實驗過程中用pH試紙檢測溶液的酸堿度，當顯示pH＞11時，停加氫氧化鈉溶液，停止攪拌，靜置沉淀。抽濾，除去沉淀。最后把溶液轉移至250 mL容量瓶中，用硝酸（1%）稀釋至刻度，制作空白對照溶液。其他元素類同。

1.4 數據處理

對Fe、Cu、Ca、Cd 4種元素同時進行火焰法測定，以吸光度（Abs）對濃度（C）進行線性回歸測出的各元素作標準曲線，其線性方程及相關系數見表5。

表5 4種元素的回歸方程和相關系數

從標準曲線上可得河水中4種元素的含量見表6。

表6 樣品中微量元素測定的結果（mg/L）

2 加標回收率和精密度測定

2.1 加標回收率

為了驗證實驗方法的準確性，對河水樣品進行了Fe、Cu、Ca、Pb元素加標回收實驗。取不同的已知濃度的樣品，分別加入一定濃度的標準溶液，按樣品測定操 作步驟進行檢測，計算回收率，見表7。

表7 樣品加標回收實驗結果

2.2 精密度

按照上述測定方法，取水樣重復進樣5次，考查4種元素質量濃度的變化情況，如表8所示。結果表明，溶液連續測定5次，4種元素的極差值均小于0.000 7 mg/L，變化很小，說明該方法對4種元素測定時的精密度良好。

表8 精密度實驗

3 結論

采用火焰原子吸收光譜法測定滏陽河衡水市段水中Fe、Cu、Ca、Pb 4種元素的含量分別為0.007 5 mg/L、0.002 8 mg/L、0.002 5 mg/L、0.002 4 mg/L，加標回收率約為95%，精密度良好。實驗數據表明，火焰原子吸收光度法測量水中Fe、Cu、Ca、Pb等金屬離子具有偏差小、簡便、準確、靈敏度高、安全快速的優點，能滿足水樣測試要求。