石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)地下水中的鎳

敖翔

摘要：探討了用石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定地下水中鎳的方法，結(jié)果表明：該法具有靈敏度高、干擾少、重現(xiàn)性好、操作簡(jiǎn)便快捷、使用設(shè)備和試劑簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)測(cè)定方法檢出限為0.61 μg/L，加標(biāo)回收率為96.3%～109.8%，方法的精密度小于4%，曲線的相關(guān)系數(shù)大于0.999，適用于地下水中痕量鎳的測(cè)定。

關(guān)鍵詞：石墨爐原子吸收法；地下水鎳；實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：X703

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2016）24-0050-03

1 引言

鎳是人體中必須的生命元素，在自然界分布廣泛，應(yīng)用于煉鋼、合金、電鍍及用作催化劑、染料等。人體喝了含鎳超標(biāo)的飲用水后，有皮膚過(guò)敏，發(fā)熱，呼吸困難意識(shí)模糊甚至有致癌的危險(xiǎn)。因此，有效、準(zhǔn)確的測(cè)定出地下水中的鎳含量對(duì)保護(hù)人們身體健康與防治環(huán)境污染有重要意義。

本文用石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定地下水中的鎳，選擇最佳的波長(zhǎng)及合適的升溫程序，測(cè)定結(jié)果比較滿意。該方法曲線相關(guān)系數(shù)大于0.999，靈敏度高，前處理快捷，操作簡(jiǎn)單。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 方法原理

將試液注入石墨爐中，在高溫下，鎳化合物解離為基態(tài)原子，其原子蒸汽對(duì)銳線光源（鎳空心陰極燈）發(fā)射的特征譜線232.0 nm產(chǎn)生選擇性吸收。在一定條件下，吸光度與試液中鎳的濃度成正比[1]。

2.2 儀器及參考工作條件

實(shí)驗(yàn)室微波消解儀，PE-900T火焰石墨一體機(jī)，鎳空心陰極燈，參考工作條件見(jiàn)表1。

2.3 試劑和材料

實(shí)驗(yàn)所采用的試劑和材料，除有說(shuō)明外，均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分析純化學(xué)試劑和去離子水。

硝酸（HNO3）：ρ=1.42 g/mL，優(yōu)級(jí)純；

硝酸（HNO3）：ρ=1.42 g/mL，分析純；

30%雙氧水（H2O2）：ρ=1.11 g/mL，優(yōu)級(jí)純；

硝酸溶液：1+1，體積比，用優(yōu)級(jí)純配制；

硝酸溶液：1+2，體積比，用分析純配制；

硝酸溶液，0.2%：用優(yōu)級(jí)純配制。

鎳標(biāo)準(zhǔn)使用溶液（ρ=1000 μg/L）：國(guó)家環(huán)保總局標(biāo)樣所配制的鎳濃度為1000 mg/L的標(biāo)液，取10.0 mL于1000 mL容量瓶中，用0.2%硝酸溶液稀釋至標(biāo)線，搖勻。此溶液中鎳的濃度為10.0 mg/L。再移取上述溶液10.0 mL于100 mL容量瓶中，用0.2%硝酸溶液稀釋至標(biāo)線，搖勻。此溶液中鎳的濃度為1000 μg/L。

2.4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)過(guò)程分為以下兩個(gè)部分。

2.4.1 校準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確移取鎳標(biāo)準(zhǔn)使用液0.00，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00于100 mL的容量瓶中，分別用0.2%硝酸溶液定容，搖勻，則標(biāo)準(zhǔn)系列的各點(diǎn)濃度分別為0.00、5.00、10.00、20.00、30.00、40.00、50.00 μg/L。按儀器最佳條件，依照濃度由低到高的順序測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，鎳的濃度（μg/L）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[2]。

2.4.2 水樣微波消解處理

取25 mL水樣（采樣后立即加入優(yōu)級(jí)純硝酸酸化為pH值為1～2）于微波消解罐中，加入1.0 mL雙氧水，加入5.0 mL優(yōu)級(jí)純濃硝酸，如有大量氣泡產(chǎn)生，置于通風(fēng)櫥中靜置，待反應(yīng)平穩(wěn)后加蓋旋緊。放入微波消解儀中，消解儀升溫時(shí)間10 min，消解溫度180℃，保持時(shí)間15 min。

程序運(yùn)行完畢后取出消解罐置于通風(fēng)櫥內(nèi)冷卻，待罐內(nèi)溫度與室溫平衡后，放氣，然后開(kāi)蓋，移出罐內(nèi)消解液，用實(shí)驗(yàn)用水蕩洗消解罐內(nèi)壁兩次，仔細(xì)收集所有溶液，轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中，加水至標(biāo)線，放置在一旁待測(cè)[2]。

3 結(jié)果與討論

3.1 校準(zhǔn)曲線的統(tǒng)計(jì)

本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程共做三條線性過(guò)原定校準(zhǔn)曲線，結(jié)果見(jiàn)表2。

3.2 檢出限和測(cè)定下線

對(duì)濃度值為5.00 μg/L標(biāo)樣按照樣品分析的步驟處理，進(jìn)行平行測(cè)定7次后計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差，再計(jì)算出方法的檢出限，按美國(guó)EPA SW-846規(guī)定4倍的檢出限作為測(cè)定下限，將所測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表3中。

3.3 方法精密度

分別對(duì)含鎳濃度為5.0 μg/L、25.0 μg/L、45.0 μg/L的統(tǒng)一標(biāo)液進(jìn)行測(cè)定，每一濃度做6次平行測(cè)定，所得數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

精密度的計(jì)算公式為：

RSD=S

RAD為精密度；S為某一濃度樣品測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)偏差；為某一濃度水平樣品測(cè)試的平均值[3]。

3.4 方法準(zhǔn)確度

取兩個(gè)有證濃度的標(biāo)樣，平行測(cè)定6次，所得數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

準(zhǔn)確度的計(jì)算公式為：

RE=-μμ×100%

式中：RE為對(duì)某一濃度有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)樣測(cè)試的準(zhǔn)確度；對(duì)某一濃度有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)樣測(cè)試的平均值；μ有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)樣的濃度[3]。

3.5 實(shí)際樣品的測(cè)定

分別取2個(gè)水樣，每個(gè)水樣做6個(gè)平行樣，并做加標(biāo)回收率，所測(cè)結(jié)果為表6。

加標(biāo)回收率公式：

P=-μ×100%

式中：P為加標(biāo)回收率；為加標(biāo)樣品測(cè)試的平均值；為對(duì)某一濃度樣品測(cè)試的平均值；μ為加標(biāo)量[3]。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

（1）經(jīng)測(cè)定本方法的檢出限為0.61 μg/L，測(cè)定下限為2.44 μg/L。方法的精密度小于5%，方法的準(zhǔn)確度可以滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品的不確定度要求。實(shí)際樣品加標(biāo)回收率在96.3%～109.8%之間，實(shí)際樣品處理滿意。

（2）在分析完高濃度的樣品和標(biāo)準(zhǔn)后，需要空燒石墨管，如果測(cè)定信號(hào)有重大變化應(yīng)考慮更換石墨管。在測(cè)量時(shí)，應(yīng)確保鎳空心陰極燈有半小時(shí)以上的預(yù)熱時(shí)間。樣品多時(shí)，需重復(fù)測(cè)定工作曲線，及時(shí)校正石墨爐靈敏度的變化。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家環(huán)境保護(hù)局，水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[2]佚名.水質(zhì)鎳的測(cè)定 石墨爐原子吸收分光光度法（征求意見(jiàn)稿）[R].北京：中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部，2014.

[3]中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部.HJ168-2010環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.