石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定環(huán)境水體中痕量銦

楊正標(biāo) 陸喜紅 任 蘭 徐 榮

(南京市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇 南京 210013)

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石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定環(huán)境水體中痕量銦

楊正標(biāo) 陸喜紅 任 蘭 徐 榮

(南京市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江蘇 南京 210013)

建立了石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定環(huán)境水體中銦的方法。對(duì)石墨爐原子吸收光譜的實(shí)驗(yàn)條件如測(cè)定波長(zhǎng)、溶劑、基體改進(jìn)劑和灰化溫度進(jìn)行了優(yōu)化。線性范圍為0～50μg/L，線性相關(guān)系數(shù)大于0.999，檢出限為1.5μg/L。對(duì)兩種實(shí)際樣品進(jìn)行測(cè)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為7.2%和3.9%，分別加標(biāo)5.0μg/L和20.0μg/L進(jìn)行測(cè)定，加標(biāo)回收率在82.0%～114%之間。建立的方法靈敏、高效，適用于環(huán)境水體中痕量銦的測(cè)定。

銦；石墨爐原子吸收光譜；基體改進(jìn)劑

銦是一種稀有金屬元素，在地殼中的含量比較小，約為0.1mg/kg。因其光滲透性和導(dǎo)電性強(qiáng)，主要用于生產(chǎn)ITO靶材、電子半導(dǎo)體領(lǐng)域、合金領(lǐng)域。銦鹽對(duì)肝、脾、腎上腺及心臟都有慢性危害，經(jīng)胃腸道外注入5mg/kg就會(huì)致命。在近年的研究中，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)確認(rèn)化合物半導(dǎo)體磷化銦有致癌作用，生殖毒性方面的研究結(jié)果表明銦及其化合物具有生殖毒性[1-3]。在高科技產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的形勢(shì)下，銦對(duì)健康的影響必須引起我們的重視。

目前，銦的分析方法主要有EDTA容量法、極譜法、光譜法、原子吸收法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法，其中，石墨爐原子吸收光譜法具有儀器價(jià)格相對(duì)較低，維護(hù)費(fèi)用少，分析成本低，靈敏度高，應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)[4-15]。至今為止，未有石墨爐原子吸收光譜法應(yīng)用于環(huán)境水體中銦測(cè)定的報(bào)導(dǎo)，本實(shí)驗(yàn)通過優(yōu)化石墨爐原子吸收光譜法的實(shí)驗(yàn)條件，建立了測(cè)定環(huán)境水體中痕量銦的方法，方法檢出限低、精密度高、回收率穩(wěn)定，能夠應(yīng)用于環(huán)境水體中痕量銦的監(jiān)測(cè)分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器及測(cè)量條件

PinAAcle 900Z石墨爐原子吸收光譜儀(美國(guó)PE公司)；

AS-900型自動(dòng)進(jìn)樣器；

橫向加熱平臺(tái)石墨管；

銦空心陰極燈；

儀器測(cè)量條件見表1。

表1 石墨爐原子吸收光譜儀測(cè)量條件

1.2 試劑

本方法使用二次去離子水和優(yōu)級(jí)純以上試劑。

(1)硝酸：ρ(HNO3) =1.39g/mL，德國(guó)CNW科技；

(2)基體改進(jìn)劑：硝酸鈀-硝酸鎂混合溶液(0.10%Pd-0.06%Mg(NO3)2)，阿法埃莎公司；

(3)銦標(biāo)準(zhǔn)貯備液：ρ(In) =1000mg/L， 國(guó)家有色金屬及材料分析測(cè)試中心。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 溶解態(tài)銦

樣品采集后立即用0.45μm孔徑濾膜過濾，收集所需體積的濾液于聚乙烯塑料瓶中，加硝酸酸化至pH1～2，待測(cè)。

1.3.2 總銦

量取50.0mL混合均勻的樣品于150mL燒杯或錐形瓶中，加入5mL硝酸，置于電熱板上，消解到溶液顏色清亮或外觀不再發(fā)生變化，必要時(shí)再加入硝酸消解。將溶液蒸發(fā)至近干，取下稍冷，加入1mL硝酸溶液(1+1)和少量水溶解殘?jiān)迫?0mL容量瓶中定容，待測(cè)。

2 結(jié)果與討論

2.1 測(cè)定波長(zhǎng)選擇

配制50μg/L銦標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定不同波長(zhǎng)下的吸光度值(見表2)。從表中結(jié)果可知，325.6nm波長(zhǎng)下的吸光度值最大，并且背景吸收相對(duì)較小，因此，該方法選擇的測(cè)定波長(zhǎng)為325.6nm。

表2 石墨爐法不同波長(zhǎng)吸光度值

2.2 溶劑選擇

分別以1%、2%、3%、4%、5%硝酸和鹽酸配制濃度為50μg/L的銦標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定其吸光度值(見表3)。從表3結(jié)果可知，1%～5%硝酸中吸光度值變化不大，而鹽酸對(duì)吸光度值有較強(qiáng)抑制作用，隨鹽酸濃度增大吸光度值明顯下降。因此，該方法選擇的溶劑為1%硝酸。

2.3 基體改進(jìn)劑的選擇

基體改進(jìn)劑能與銦元素生成難以揮發(fā)的化合物，從而提高灰化溫度。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道及相關(guān)資料，對(duì)硝酸鈀-硝酸鎂(0.10%Pd-0.06%Mg(NO3)2)、硝酸鎳(0.20%Ni)、硝酸鎂(1.0%Mg(NO3)2)、偏釩酸銨(0.2%V)、氯化鈀(0.20%Pd)和磷酸二氫銨(1.0%NH4H2PO4)6種基體改進(jìn)劑進(jìn)行了試驗(yàn)。一方面試驗(yàn)了6種基體改進(jìn)劑的灰化溫度曲線(見圖1)，從圖中可知，使用硝酸鈀-硝酸鎂混合基體改進(jìn)劑灰化溫度達(dá)到1200℃銦元素幾乎無損失，并且隨灰化溫度改變吸光度值變化較小；另一方面分別對(duì)地表水、地下水、工業(yè)廢水和生活污水樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率測(cè)定，從測(cè)定結(jié)果可知，硝酸鈀-硝酸鎂混合基體改進(jìn)劑條件下實(shí)際樣品加標(biāo)回收率最好，因此，該方法選擇硝酸鈀-硝酸鎂混合溶液為基體改進(jìn)劑。

表3 不同溶劑中銦的吸光度值

圖1 不同基體改進(jìn)劑條件下吸光度值與灰化溫度關(guān)系圖

2.4 灰化溫度和灰化時(shí)間的優(yōu)化

從吸光度值與灰化溫度關(guān)系圖(圖1)可見，該方法的最佳灰化溫度為1200℃。而灰化時(shí)間長(zhǎng)短關(guān)系到試樣基體是否完全清除，選擇不同灰化時(shí)間測(cè)定銦吸光度值與背景吸光度值并繪圖(見圖2)，從圖中可知，隨灰化時(shí)間延長(zhǎng)銦元素吸光度值略有增加，背景吸光度值略有減小，20秒后銦吸光度值和背景吸光度值基本不再變化，因此，該方法選擇的灰化時(shí)間是20秒。

圖2 吸光度值與灰化時(shí)間關(guān)系圖

2.5 校準(zhǔn)曲線和檢出限

設(shè)置儀器自動(dòng)配制標(biāo)準(zhǔn)系列，按照參考測(cè)量條件，由低濃度到高濃度依次測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列的吸光度值。以吸光度值為縱坐標(biāo)，銦質(zhì)量濃度(μg/L)為橫坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線。得到線性回歸方程為Y=0.00120X+0.0005(r=0.9992)。平行配制7份含銦質(zhì)量濃度為3μg/L的空白加標(biāo)溶液進(jìn)行測(cè)定，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差s，根據(jù)MDL=s×t(n-1,0.99)(n=7時(shí)，t=3.143)，計(jì)算得到方法的檢出限為1.5μg/L。

2.6 樣品分析和精密度

在參考測(cè)量條件下，使用石墨爐原子吸收光譜測(cè)定環(huán)境水體樣品中的銦。地表水、地下水和生活污水中均未檢出銦，在某高新企業(yè)和某液晶企業(yè)排口廢水中檢出銦，測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為7.2%和3.9%，結(jié)果見表4。

表4 實(shí)際樣品和精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.7 準(zhǔn)確度

在上述兩種工業(yè)廢水中分別加標(biāo)5.0和20.0μg/L銦標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行平行6次測(cè)定，計(jì)算回收率，結(jié)果見表5。由表中數(shù)據(jù)可知，兩種濃度的加標(biāo)回收率在82.0%～114%之間，這說明該方法得到的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確可靠的。

3 結(jié)論

建立了石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定環(huán)境水體中痕量銦的分析方法。方法檢出限低、精密度高、回收率穩(wěn)定。該方法對(duì)水體中元素銦的測(cè)定具有較大的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于研究環(huán)境水體中痕量銦的遷移轉(zhuǎn)化及其毒性毒理具有重要意義。

表5 實(shí)際樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

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Determination of indium in water by atomic absorption spectrometry.

YangZhengbiao,LuXihong,RenLan,XuRong

(NanjingEnvironmentalMonitoringCenter,Nanjing210013,China)

The working parameters were optimized including wave length, solvent, matrix modifier and ash temperature. Good linearity was observed in the range of 0-50μg/L with correlation coefficient which was more than 0.999 and detection limit of 1.5μg/L. The relative standard deviations were 7.2% and 3.9% respectively, the recovery spiked at the concentration level of 5.0 and 20.0μg/L was in the range of 82.0%-114%. The results indicate that the method is sensitive and effective, it is suitable for the determination of indium in water.

indiumm; atomic absorption spectrometry; matrix modifier

楊正標(biāo)，男，1979年出生，碩士，工程師，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，E-mail:1074194797@qq.com。

10.3936/j.issn.1001-232x.2015.03.005

2015-01-14