石墨炉法测定地表水中镉的方法学研究

发表时间:2021/6/9   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:曾琴
[导读] 摘要:该文章使用标准用途的原子吸收光谱仪,以确定地表水中的镉含量。
        湖南省衡阳生态环境监测中心  湖南衡阳 421001
        摘要:该文章使用标准用途的原子吸收光谱仪,以确定地表水中的镉含量。该方法通过用天然水样测量标准样品而得到验证,该方法具有较好的一致性,精密性和准确性,低检出限最高为0.16×10ng/ml,完全满足获取地表水中镉含量的要求。
        关键词:石墨炉;原子吸收;地表水;镉
        引言
        镉是重金属,但镉对人体不是必需的,食物,水和空气中的镉污染物可通过消化道和呼吸道进入人体,并继续积累。在这个过程中,它会引起肾功能衰竭,骨质疏松症,以及糖尿病,高血压,致癌作用和致畸作用。因此,镉被列为需要在地表水中严格控制的指标。
        目前,测定地表水中镉的主要方法是:原子荧光法,阳极伏安法,示波极谱法,ICP-AES法等。本文采用石墨炉原子吸收法测定地表水中镉的含量,并通过样品的测定和天然水样的含量研究了该方法的检出限,准确度和精密度。
        1仪器与方法
        1.1仪器与主要试剂
        原子分光光度计AADDUO240FS+240Z(安捷伦科技(中国)有限公司);高性能空心阴极灯(北京有色金属研究所,高性能10mA电流)。镉的典型溶液500毫克/升(水利部水生环境监测与评估研究中心);工艺超纯的硝酸;超纯水等。
        1.2实验原理
        将样品放入石墨管后,加热石墨炉,样品蒸发并与原子蒸气分离,原子蒸气将电磁元素捕获在光源中,将样品的平均吸收率与正常吸收率进行比较,以获得金属镉的含量。
        1.3仪器工作条件
        根据仪器性能调至最佳状态,测定波长为228.80nm;灯电流2.00mA;原子化器位置3.50mm;进样模式为自动进样,进样量为l0uL;测量模式为峰高定量;校正模式为标准曲线法。如表1所示。
        根据金属特性调整至最佳状态,平均距离为228.80nm;当前灯电流为2.00mA;管道面积为3.50毫米;样品模式—默认体积和样品10uL,测量模式—最大值;平衡模式—标准曲线模式。如表1所示。
        表1石墨炉升温工作条件表
       
        1.4标准曲线的配制
        分别准备1个空白溶液,标准溶液5个,其中镉溶液的平均溶液为0.5g/ml,小心地将上述镉中间体溶液添加到1毫升至50好深容量瓶中,并在其中加入1%的硝酸溶液,并搅拌均匀。用移液枪将0.50、1.00、1.50、2.00ml以上溶液移至10ml容量瓶中,用1%硝酸溶液稀释至刻度,摇匀,标准曲线溶液请参见表2。
        表2标准曲线溶液表
       
        2测定与分析
        2.1标准工作曲线制定
        根据所制备仪器的条件,适当确定镉的正态曲线。根据实验方法,在228.80nm处测量吸收A,将吸收用作排序,并且将浓度C用作横坐标以形成法线。线性回归方程:A=7.66×10C+1.66×10,平衡方程R=99.97×10,直接范围0—2.00ng/ml,活性曲线如图1所示。
       
        图1镉标准曲线图
        2.2检出限试验
        在上述测试条件下,连续测量7次空白样品,并根据采集极限DL=3×sD(空吸光度值的sD法向偏差,K为斜率线回归方程)来计算采集极限炉,通过原子分光光度法测定的典型偏差为4×10,检出限为0.016ng/ml,如表3所示。
        表3石墨炉原子分光光度法检出限表
       
        2.3精密度及准确度试验
        根据上述方法,确定镉的标准样品(水利部标准区域,样品编号120529),标准样品的浓度为4.53×10±0.23×10mg/L,向上进行6次类似的测试,查看结果。表4显示,该行列式的定义与标准水平值之间的误差为4.59×10mg/L和1.25%,均在可接受的范围内。对于5等份的过量水样品,将1ml0.50µg/ml镉标准溶液添加到100ml容量瓶中,以获取一定体积的水样品,以获取额外的浓度水平。镉对象物测定的回收率在93.40%和105.90%之间,标准偏差为3.74%,显然,该方法的准确性和精确性可以满足采集的要求。
        3结果和讨论
        3.1基体改进剂的选择
        由于镉的不稳定性,在灰化过程中很容易损失镉。据报道,硝酸盐,磷酸盐和各种硫酸盐已被用作基质转化器,以提高镉在石墨炉中原子吸收分析中的热稳定性,防止高温下的样品损失,降低背景吸收并改善结果测量。该方法测试了作为基质转化剂的NHHPO,NHNO和(NHSO在测定镉中的作用。当使用NHHPO作为改良剂时,镉灰的温度从250℃增加到500℃,耗散温度为1500℃。但是,相对控制率非常高,磷酸铵的降雨会影响测定。当使用(NHSO作为改性剂时,镉灰的温度升高到450升,最高温度为1600℃。减少了采样,提高了准确性。NHNO用作将镉灰的温度升高至400℃并喷洒至1500℃的开关,为了进行比较研究,应选择(NHSO作为基质改进剂。
        3.2基体改进剂浓度和用量的选择
        调整基体改进剂的稳定效果与其体积有关,使用310μg/L的标准镉溶液,添加不同浓度的(NHSO溶液以监测其对吸收率的影响,10%(NHSO溶液即可满足要求。当施加不同量的能量的10%(NHSO溶液时,该值为10μl时,对照值较低,并且样品量显着减少,值为10μL时消除干扰。
        3.3酸的影响
        测量一系列常见的硝酸介质的镉标准溶液的研究表明,酸度对镉吸收的影响很小,为了延长石墨的寿命,应降低溶液的酸度。
        3.4共存离子的影响
        实验表明,存在的离子以及地表和地下水中的化合物不会干扰正常浓度,而高浓度的Fe,Cu,Mg,Co和Ni会严重影响Cd的测定。为了消除这种干扰,已经对该方法进行了测试,评估了破坏NHHPO,NHNO和(NHSO干扰的影响,测定浓度为210μg/L的Cd溶液,并将浓度为20mg/L的Fe,Ni,Co,Cu溶液加入还原试验,(NHSO抑制上述90%,NHHPO抑制上述80-95%,NHNO抑制上述60-100%。结果表明,当镉浓度高出10,000倍以上时,(NHSO也可用于消除现有条件的影响。
        3.5样品分析及结果
        该方法用于指定五种水厂的出厂水和原水,所有结果均低于发现检出限,仅有少量的水样的测量效果高于采集极限,但低于国家水质极限10μg/L,全国供水协会之控股考核样2010µg/L,回收率为100%;全国城市水质监测网质量检测样品,平均值为3010μg/L,实际值为2916±19μg/L,回收率为101%。
        结语
        从以上实验结果可以看出,采用石墨炉法测定地表水中的镉,直接混合法为R=99.97X10,理想的石墨炉系统时最小检出限为1.60X10ng/ml,精密度和准确度可以达到满意的结果,完全满足地表水中镉的提取要求。
        参考文献:
        [1]王大祥,王倩倩.石墨炉法测定地表水中镉的方法学研究[J].河南水利与南水北调,2015:100+111.
        [2]龚剑,张诠,占永革.石墨炉原子吸收法测定地表水中镉的不确定度评定[J].湖北农业科学,2011:164-166+174.
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