原子吸收石墨爐法測定水中銅的穩健性實驗

東明

摘要：指出了石墨爐原子吸收法具有選擇性好、靈敏度高、檢出限低、操作簡便及成本相對較低等特點，在各種樣品的重金屬檢測方面得到了越來越廣泛的應用。利用原子吸收石墨爐法測定水中銅的穩健性，考察分析的結果是否隨著參數設定的變化保持著適當的穩健性，確定了7個全過程的變量并找出了影響測定結果的最顯著因素為最終定容體積。

關鍵詞：原子吸收石墨爐法；穩健性實驗；銅

中圖分類號：X73

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）6-0022-02

1 引言

銅的常見測定方法有分光光度法、火焰原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發射光譜法/質譜法等。目前，由于石墨爐原子吸收法具有選擇性好、靈敏度高、檢出限低、操作簡便及成本相對較低等特點，在土壤、食品、生物、水質等樣品中重金屬的檢測得到了越來越廣泛的應用。

穩健性實驗考察的是分析的結果是否隨著參數設定的變化保持著適當的穩健性。穩健性實驗主要目標是鑒別那些必須仔細控制的條件，并找出特別注意的環境條件。

方法穩健性試驗的第一步，確定需要評價的7個變量。這些變量可以是：試樣量、干燥溫度、干燥時間、試劑濃度、攪拌速度、濾紙類別等等。每個變量取兩個不同的水平，如試劑濃度選取推薦濃度的±10%，加熱時間選取推薦時間的±10%，或者取兩種不同類型的濾紙等。兩個水平應具有方法常規使用的類型和大小的代表性。

2 材料與方法

3.1 儀器

Zeenit700原子吸收分光光度計，自動進樣器，熱解涂層平臺石墨管，微波消解儀，電熱板。

2.2 工作條件及儀器參數

波長228.2 nm，燈電流2.0 mA，光譜通帶0.4 nm，灰化溫度1000 ℃保持10 s，原子化溫度1850 ℃保持4 s，除殘溫度2000 ℃。

2.3 試劑

1000 mg/L銅標準儲備液（國家鋼鐵材料測試中心），硝酸（優級純，德國默克公司），30%雙氧水，優級純。

2.4 標準曲線的繪制

將標準儲備液用0.2%硝酸逐級稀釋，配制成濃度為0.00 μg/L、10.0 μg/L、20.0 μg/L、30.0 μg/L、40.0 μg/L、50.0 μg/L的標準曲線點，由儀器自動繪制標準曲線。

2.5 樣品前處理

取25 mL混合均勻水樣于微波消解罐中，加入1.0 mL30%過氧化氫，加入5.0 mL濃硝酸，如有大量氣泡產生，置于通風櫥中靜置，待反應平穩后加蓋旋緊。放入微波消解儀中，消解儀升溫時間10 min，消解溫度180 ℃，保持時間15 min。

程序運行完畢后取出消解罐置于通風櫥內冷卻，待罐內溫度與室溫平衡后，放氣，開蓋，移出罐內消解液，用實驗用水蕩洗消解罐內壁兩次，收集所有溶液，轉移到50 mL容量瓶中，加水至標線，搖勻，待測。也可用電熱板在亞沸狀態下，加熱趕酸至1 mL，用0.2%HNO3定容至25 mL容量瓶中，搖勻，待測。

3 結果與計算

本研究中對全量銅的測定選擇的7個變量為：

A-取樣量（+10%），a-取樣量（-10%）；B-消解酸用量（+10%），b-消解酸用量（-10%），C-消解時微沸，c-消解不沸；D-消解時試劑只加入1次，d-消解時試劑加入2次；E-只加硝酸，e-加硝酸和雙氧水；F-用新石墨管，f-用舊石墨管；G-消解后定容體積（+10%），g-消解后定容體積（-10%）。實驗結果填入表1中。

將8個測定值按因素字母的大寫和小寫分成兩組，計算各個因素的影響。如第一個因素從A到a變化的影響可由1/4（s+t+u+v）和1/4（w+x+y+z）之間的差值給出。應當指出的是所有其它因素在上述兩組的每一組中兩個水平都出現了兩次，這樣由B到G所帶來的影響都被由b到g的影響相抵消了。以此類推，按照下列步驟可求得環境因素變化而引起影響的大小。

選擇s至z中的4個測定值為一組平均值減去剩余4個測定值的另一組平均值，如：

1/4（s+t+u+v）-1/4（w+x+y+z）=A-a=d1

1/4（s+t+w+x）-1/4（u+v+y+z）=B-b=d2

1/4（s+u+w+y）-1/4（t+v+x+z）=C-c=d3

1/4（s+t+y+z）-1/4（u+v+w+x）=D-d=d4

1/4（s+u+x+z）-1/4（t+v+w+y）=E-e=d5

1/4（s+v+w+z）-1/4（t+u+x+y）=F-f=d6

1/4（s+v+x+y）-1/4（t+u+w+z）=G-g=d7

通過將差值di與該分析方法在相同條件下重復測定的標準偏差相比較，可判斷因素的影響是否顯著。如果差值大于2倍標準偏差，則該因素的影響是顯著的，對影響顯著的因素，在最后描述分析方法時，應當特別注意這些變量，并指出它們必須非常小心地控制，在協作實驗室的方案中應做出嚴格的規定。

用下式計算環境等因素引起的標準偏差：

S=27∑7i=1di

S是該方法對環境等因素的耐變性的綜合表達，求得的S越小越好，說明環境因素的變化對方法的影響越小。

4 結語

按照數據處理方法，計算的di值列于表1中。可見7個變量對測定結果影響從小到大依次為：消解酸用量，加不加雙氧水，消解時試劑加入次數，消解時溫度控制為微沸還是不沸騰，新舊石墨管，取樣量，消解后定容體積。

與相同測定條件下重復測定50 μg/L銅的標準偏差0.92相比較，大于其2倍的影響因素有：①消解后定容體積；②取樣量；③新舊石墨管；④消解時溫度控制為微沸還是不沸騰，由此可見，最終定容體積為影響測定結果的最顯著因素。

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