ICP-AES測定水質鐵可溶有機試劑的影響

湯世松 陳文 王湘君 趙陽 苗爽

（1 瓊州學院理工學院， 海南 三亞572022 2 瓊州學院生物科學與技術學院， 海南 三亞 572022；3 新鄉市環境保護監測站， 河南 新鄉 453003）

鐵元素是參與人體新陳代謝重要的微量元素之一，存在與人體的腦細胞及身體的各個器官中，其含量會隨著攝入量限制而降低，隨年齡變化和疾病發生而增加。鐵在自然界中分布極廣，它本身不具有毒性，但當攝入過量鐵也可能導致鐵中毒。水是人類社會賴以生存的物質資源，當前水質受到污染越來越嚴重，我國不少地區的水質常常能夠含有過量的鐵，不符合工業生產和人民生活的要求[1]，且分布較廣[2]，嚴重影響人們對水的使用。其主要污染來源有電鍍、冶煉、石化、化工等企業排放的廢水。電感耦合等離子發射光譜法作為一種快速高效的檢測方法，已廣泛應用于水質檢測[3-5]。為降低背景、提高靈敏度和準確度，向樣品中加入有機試劑的方法引起了研究者的重視[6-7]。本文研究三種可與水互溶的低毒有機試劑對水質鐵測定的影響，通過試劑篩選、線性、檢出限、精密度、準確度的驗證，確定了最佳試劑及比例，既保證了精密度、準確度又有效提高監測靈敏度降低方法檢出限。

1 實驗儀器和試劑

1.1 儀器

等離子發射光譜儀 Optimal 2100DV（美國 PE 公司），超純水儀classic UF（英國ELGA 公司）。

1.2 儀器參數

等離子體氣體流量15 升/分，輔助氣體流量0.2 升/分，霧化器氣體流量0.8 升/分，射頻功率1300 瓦，泵流量1.5毫升/分。

1.3 試劑

標準儲備液為購買國家標準物質 20mL 安瓿瓶，硝酸G.R.（洛陽昊華化學試劑有限公司），標準使用液是用標準儲備液經 2%的硝酸稀釋得到。正丙醇，丙酮，無水乙醇均為A.R.（天津市科密歐化學試劑有限公司）。

2 實驗結果

2.1 試劑篩選

配置分別含有1%-6%乙醇、丙酮、正丙醇的1 毫克每升的鐵溶液，用電感耦合等離子發射光譜法（方法來源：GB/T 5750.6-2006）進行檢測分析研究其濃度值的變化，結果見表1。

表1 三種不同試劑不同體積百分比的1 毫克每升的鐵溶液ICP 分析結果濃度單位：毫克/升

由表1 可知，當丙酮的體積百分數在2%時能正常工作，超過2%時ICP 熄滅停止工作，無水乙醇和正丙醇在6%時仍能正常工作，超過6%時ICP 熄滅停止工作，ICP 熄滅可能與溶劑與水互溶后霧化阻抗達不到 ICP 儀器的要求而引起的，故無法進行檢測。相同百分比體積試劑的檢測濃度以正丙醇的數值最大，濃度最大增加了 37%說明正丙醇加入后鐵元素的靈敏度有了提升，有利于降低水質檢測的鐵元素檢出限。丙酮也對水質鐵的增敏作用有著絕對高效的作用。

圖1 中顯示了鐵元素在無水乙醇、丙酮、正丙醇三種不同體積百分比有機試劑的作用下， 用ICP-AES 測定，以有機試劑體積百分含量（X）為橫坐標，以鐵溶液濃度值（Y）為縱坐標，濃度值增加趨勢。

圖1 鐵元素在不同有機試劑作用下濃度變化趨勢

如圖中顯示，三種有機試劑都隨著體積百分含量的增加，鐵溶液濃度都呈增大趨勢，乙醇的體積百分含量達到5%時達到最大值。試劑含量繼續增加，效果不明顯，還有下降趨勢。而加入丙酮的溶液在最小劑量時效果已較其它兩試劑最好劑量的結果好的多，雖然試劑量無法繼續增加以求更好結果，但含量達到2%的結果已極佳。當有機試劑正丙醇的體積百分含量達到最大值6%時。正丙醇增加了1 毫升, 5%和 6%正丙醇的鐵溶液濃度值基本無變化,且 6%正丙醇的鐵溶液在分析時，時間稍長會使ICP 熄火，鑒于試劑用量和檢測穩定性因素，建議采用5%正丙醇對的鐵溶液進行分析并做具體討論。

2.2 線性關系

用含5%的正丙醇鐵溶液繪制標準曲線，得到如下結果見表2。

表2 5%的正丙醇鐵溶液的標準曲線

如表2 中所示，由于ICP-AES 具有穩定性好，動態范圍寬，線性關系好等特點。用ICP-AES 測定含5%的正丙醇鐵溶液的可溶有機試劑標準曲線，線性關系良好，與現行國標線性關系基本無差別，可做分析標線使用；且含5%的正丙醇鐵溶液的可溶有機試劑標準曲線的斜率增大，較現行國標靈敏度提高明顯。

2.3 檢出限

ICP-AES 測定，對含5%的正丙醇的可溶有機試劑空白溶液做11 次平行分析，計算標準偏差，并采用3 倍空白溶液的標準偏差計算檢出限，結果如表3.

表3 方法檢出限驗證

ICP-AES 性能優越 線性范圍4～6 數量級，可測高、中、低不同含量試樣；由11 次空白信號值可知，此方法信號穩定，信號值浮動較小，依據3 倍的空白標準偏差比上斜率計算出的方法檢出限為 0.0005 毫克每升，比國標 GB/T 5750.6-2006 的檢出限 0.009 毫克每升低了一個數量級還多，說明此方法能檢測含鐵量更低的水質。

2.4 精密度

分別對兩個不同鐵元素濃度的水質進行平行測定3 次，并計算樣品相對標準偏差，驗證方法精密度結果見表4。

表4 方法精密度驗證

表4中數據所示，該方法精密度較好，且在低濃度時較高濃度更好，保證了更低含量檢測數據的重現性。

2.5 準確度

分別對上述兩水樣進行加標實驗，加標儲備液濃度為10 毫克每升的鐵溶液，定容至100 毫升。平行測定3 次，計算加標回收率，檢測方法準確度結果見表5。

表5 方法準確度驗證濃度單位：毫克/升

由表5知，加標回收率低濃度時在108%-109%間，高濃度時在 94.3%-95.5%間，回收率結果高濃度較低濃度好，但均符合國家相關要求，準確度得到保證。

3 結論

ICP-AES 測定水質中鐵元素，操作簡便，分析速度快，準確度高，精密度好。對比了三種不同有機試劑不同體積百分含量下，鐵溶液的濃度變化值及趨勢，發現含5%正丙醇的溶液試劑用量及儀器檢測性能最佳。此條件下的標準曲線線性關系與國標法標準曲線線性關系基本無差別但斜率增大靈敏度提高；檢出限較現有ICP 國標方法低一個數量級還多，降低了方法檢出限；精密度0.52%-1%和準確度94.3%-95.5%符合要求，為準確、有效檢測微量含鐵水質提供新方法。

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