利用原子吸收光譜法測定環境水樣中的銅

陳凱

（新疆有色地質勘查局測試中心，新疆 烏魯木齊 830026）

金屬銅一直廣泛存在于我們生活的空氣、水環境以及土壤當中，是人們身體進行蛋白質合成和酶合成的重要組成部分，在一定程度上為人們的健康提供了必要的營養元素。如果人體在生長的過程中缺少金屬銅元素，那么就會導致人體造血功能下降、膽固醇升高以及相應的一些合成酶成分下降等，甚至會引起冠心病。但是如果過量的銅元素被人體攝入，也會發生很多問題，比如會抑制人體內部細胞酶的活性，導致人體銅中毒。因此，工業污染引起的水體銅污染會在一定程度上對人們的身體健康造成嚴重影響。

現階段，在對環境水樣中的銅含量進行測定時，很多方法存在一定的局限性，所以還需要尋找一種能夠快速、簡便地測定金屬銅的方式。利用原子吸收光譜法測定環境水樣中的銅，能夠滿足現階段人們對金屬銅測定的要求，逐漸受到人們的重視。

1 原子吸收光譜法原理

原子吸收光譜法是基于光源輻射出待測元素的特征譜線通過樣品的原子蒸汽時，被蒸汽中待測元素的基態原子所吸收，通過測量基態原子對特征譜線吸收的程度，進行定量分析的方法。在利用原子吸收光譜法測定金屬銅的時候，元素常常會經過一定的高壓或者是化學反應將原子轉化為原子蒸汽，進而通過光源輻射的方式有效地將光信號轉化為電信號，最終有效計算出待測元素的濃度及含量。與傳統的銅元素測定方法相比較，原子吸收光譜法具有以下優點：①利用原子吸收光譜法對環境水樣中的銅進行測定的靈敏度比較高，檢測限制較低；②利用原子吸收光譜法測定具有較好的選擇性，干擾比較小，并且每一種待測元素都有自身吸收光譜的特點，不會對測定的元素產生干擾；③這種利用光譜進行水環境中銅元素的測定的操作相對來說比較簡單，并且分析的速度較快；④利用這種方法進行銅元素的測定具有精密度高、相對誤差和偏差較小等優點。

2 實驗內容

2.1 實驗儀器和試劑

實驗儀器：原子吸收分光光度計Z-2010，電子天平采用賽多利斯科學儀器（北京）有限公司的BSA224S，無油氣體壓縮機。

實驗試劑：HNO3優級純溶液、乙炔氣體、實驗室用水、銅標準儲備液。

實驗儀器使用條件：燃燒器7.5 mm，乙炔流量2.0.

2.2 實驗標準溶液配置

在實驗試劑配置之前，應該選取10 mL銅溶液放置在100 mL的器皿當中，然后用0.5%的HNO3優級純溶液配置成一定濃度的標準工作實驗溶液。在最好的環境條件之下，使用0.5%的HNO3優級純溶液配置成0.00 mg/L、0.25 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L和2.00 mg/L的標準溶液。

然后按照實驗儀器要求的程序標準來對吸光度及濃度進行測定。實驗結果表明，吸光度值和金屬銅濃度呈現一定的線性關系，其相關系數已經達到0.99以上。表1為吸光度值和金屬銅濃度的線性關系。

2.3 實驗樣品的測定

在對實驗樣品進行測定的時候，首先選取100 mL樣品放置到大于200 mL的燒杯當中，并且在燒杯中加入一定量的HNO3優級純溶液。然后放置在電熱板上加熱，等到溶液蒸發變干時，還要做同樣的空白實驗。待實驗容器冷卻之后，用去離子水對100 mL的容量瓶進行定容，然后按照實驗儀器的使用規則選擇實驗條件，盡量調整為最佳的實驗條件，繼續測量空白樣品和水樣，得出準確的吸光度值，并且在扣除空白樣的吸光度之后，根據標準曲線就能夠得到水樣中金屬銅的濃度。

2.4 實驗中標準精密度分析

在實驗的時候，一定要做到多次反復實驗，這樣才能夠保證數據的精準。本次實驗連續測定5次標準銅溶液，最終的測量結果見表2.由表2中的數據可以看出，計算的相對標準差較小，精密度基本低于1%，這在一定程度上說明利用原子吸收光譜法進行環境水樣中銅的測定有著非常好的測量精密度。

表1 吸光度值和金屬銅濃度的線性關系

表2 實驗精密度結果

表3 水樣樣品分析

2.5 原子吸收光譜法測定環境水樣的干擾因素

實驗中采用原子吸收光譜法來測定環境水樣中銅元素的含量，相比傳統方法具有更好的效果，其測量干擾比較小。然而在測定的過程中，其干擾還是確實存在的，比如物理干擾、光譜干擾、電離干擾以及化學干擾等。在使用原子吸收光譜的方法測定環境水樣中銅元素的時候，如果遇到干擾，那么就可以通過選擇一定的實驗條件和實驗的預處理來減少干擾，最終達到消除干擾的目的。

2.6 實驗樣品分析

對這次實驗采集的樣品進行分析，實驗所用的水樣是在本市一污染嚴重的工廠廠房附近河水中進行采集的，其測量結果見表3.通過在實驗室測定廠房河水中金屬銅的含量，并且進行一定的加標回收實驗，水樣的回收率能夠達到100%左右，已經能夠滿足國家規定的水質質量控制要求。

2.7 原子吸收光譜法存在的局限性

現階段，我國原子吸收光譜法雖然已經成為了一種測定污水中重金屬元素的重要方法，但是還存在著一定的不足，主要體現在以下3方面：①原子吸收光譜測定法不能同時分析、測定多種不同的元素，且必須使用光源燈進行測定；②不能對在共振線附近范圍內的元素進行測定；③一般情況下，標準工作線性曲線比較窄，在測定樣品背景值的過程中，其測定精度會出現一定的下降。當前，我國及外國一些相關專家正在逐漸研究分析如何提高測定技術的靈敏度，保證原子吸收光譜法能夠更好地應用于水樣環境金屬銅的測定當中。這樣的分析方法能夠更好地為未來的污水治理提供新的手段和方法，保證更好地實現測定和分析，使原子吸收光譜法取得更好的進展。

3 結論

綜上所述，采用原子吸收光譜法對環境水樣中的銅元素進行測定具有非常重要的意義，其一方面能夠對生態環境和生物保護起到重要的作用，另一方面能夠幫助人們找到治理污染水源的方法，有效對污染環境中的水體進行處理。本文首先對現階段的水樣環境進行了介紹，然后分析了利用原子吸收光譜法測定環境水樣中銅的方法，由實驗結果可以看出，這樣測定銅元素的方法是一種非常理想的重金屬分析方法。希望這種測定方法能夠為未來的污水治理提供新的手段和方法，以實現科學的測定和分析，讓原子吸收光譜法取得更好的進展。通過這次分析，希望能夠對環境水樣中重金屬銅的測定有所幫助，以便更好地治理水環境污染。

參考文獻：

［1］霍燕燕，陳家樂，杜宇鳳，等.濁點萃取-石墨爐原子吸收光譜法測定環境水樣中痕量銅［J］.理化檢驗（化學分冊），2017，53（08）：890-893.

［2］王欣勍.利用原子吸收光譜法測定環境水樣中的銅［J］.科技傳播，2015，7（15）：60-61.