火焰原子吸收分光光度法測定鋅精度對比分析

張 進

（陜西省商洛水文水資源勘測局，陜西 商洛 726000）

0 前言

火焰原子吸收分光光度法用于水質中銅、鋅、鉛、鎘等的測定，具有操作簡便、適用性廣、分析時效性強、分析質量可靠。火焰原子吸收分光光度計TAS-990 Super自2015年1月購置以來在商洛水環境檢測中心已運行五年，在測定鐵、錳過程發現吸收峰值在±0.004左右波動。現通過測定國家標準物質鋅為例，進行高低濃度樣品測定數據分析比較，探討該儀器在鋅測定過程中的精密性、準確性，并對儀器的正確使用、維護保養提供建議。驗證該儀器測定鋅時的運行狀態與測定值的可靠性。

1 執行標準

1.1 執行標準

《水質銅、鋅、鉛、鎘的測定 原子吸收分分光光度法》（GB 7475-87）（以下簡稱 87標準）。

1.2 適用范圍

本標準適用于地表水、地下水、廢水中的銅、鋅、鉛、鎘的測定。本標準的方法檢出限為0.05 mg/L，測定范圍為0.05 mg/L～1 mg/L。

1.3 干擾

地下水和地表水中的共存離子化合物在常見濃度下不干擾測定。但當鐵的含量超過100 mg/L時，抑制鋅的吸收。當樣品中含量很高，特征譜線波長又低于350 nm時，可能出現非特征吸收。如高濃度的鈣應產生背景吸收，使鉛的測定結果偏高。

1.4 需要的化學試劑

硝酸：ρ（HNO3）=1.42 g/mL，優級純；高氯酸：ρ（HCLO4）=1.67 g/mL，優級純；燃料：乙炔，純度不低于99.9%，優級純；1+1硝酸溶液；中間標準溶液10.00 mg/L。

2 實驗分析方法工作原理

火焰原子吸收分光光度法是將待測元素的分析溶液經噴霧器霧化后在燃燒器的高溫下進行試樣原子化，使其解離為基態原子，并利用不同金屬離子基態原子，只能吸收各自的其一特征能量輻射的特性，選擇相應的銳線光源的空心陰極燈。發射出待測元素的特征波長的光輻射源，穿過上述原子化器中的原子蒸氣。讓該波長的光波原子蒸氣中，待測元素的基態原子所吸收。然后經過單色器光柵將其他非特征輻射線分離掉，并根據郎伯－比爾定律測其吸光率。使用工作曲線法或標準加入法求出待測元素的含量。因此儀器的實驗條件和參數的適當選擇直接影響著測定的靈敏度、精密度，并和消除干擾等有關。見圖1。

圖1 火焰原子吸收分光光度法原理圖

按照TAS-990型原子吸收分光光度計使用說明和儀器性能。對空心陰極燈的燈電流，空氣流量乙炔流量，狹縫，光電倍增管負高壓，以及燃燒器長度，高度等都預先進行實驗，確定出相對應的條件。

3 試驗分析過程

3.1 分析準備

3.1.1 樣品的配制

分別取高濃度和低濃度標準樣品10 mL用1%的稀硝酸稀釋至500 mL備用。

3.1.2 溶液的配制

S1=0.05 mg/L（0.5 mL標準溶液用取樣器沖洗液稀釋至100mL）

S2=0.10 mg/L（1.00 mL標準溶液用取樣器沖洗液稀釋至100 mL）

S3=0.30 mg/L（3.00 mL標準溶液用取樣器沖洗液稀釋至100 mL）

S4=0.50 mg/L（5.00 mL標準溶液用取樣器沖洗液稀釋至100 mL）

S5=1.00 mg/L（10.00 mL標準溶液用取樣器沖洗液稀釋至100mL）

3.2 標準曲線和樣品的測定

3.2.1 標準曲線的要求

87標準要求，測定的標準工作曲線相關系數應大于0.9990，否則應查明原因并重新測定標準曲線。斜率多次測定相對偏差不應大于10%，否則應找明原因，排除人為、環境等因素對本次測定的干擾。

3.2.2 標準曲線的測定

使用 0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.30 mg/L、0.50 mg/L、1.00 mg/L、鋅標準標準系列繪制標準曲線，共測定4次。

3.2.3 標準樣品的測定

本實驗共分為4個完整的分析過程，每個分析過程分別測定低濃度和高濃度標準樣品6次。

4 數據分析

儀器條件控制本次火焰原子吸收分光度法對比分析4批次測量過程儀器設置條件控制一致，詳細信息見圖2、表1～表3。

表1 測定條件表

表2 標準曲線測定統計表

表3 相關系數、斜率、截距統計表

圖2 標準曲線圖

4.1 相關系數

根據表3的數據可見4次測定的相關系數分別為0.99943、0.99950、0.99972、0.99980，均優于儀器分析對相關系數＞0.9990的要求。

4.2 斜率

根據表2的數據可求出四次測定測相對偏差分別為0.4%、0.3%、0.1%、0.9%，均優于儀器分析對斜率多次測定相對偏差不大于10%的要求。

4.3 標準樣品測定誤差（準確度）分析

此次比對分析中高濃度于低濃度的2個樣品的4個完整的分析過程的檢測數據見表3檢測值。

標準物質160968的標準值是0.381±0.016 mg/L，標準物質160969的標準值是0.518±0.021 mg/L，根據每個樣品分四個批次，每次測定6組數據見表4，根據測定數據可計算出測定誤差，結果見表4絕對誤差。

每次測定的標準樣品的相對誤差根據下式計算：

式中：RE為相對誤差；E為絕對誤差；XT為標準值；

表4 標準樣品測定值分析計算表

由表3統計數據可以看出此次看出標準樣品的檢測值誤差均在±3%以內。高濃度標準樣品檢測值相對穩定，最大偏差絕對值為0.009 mg/L，相對偏差2.36%，最小偏差絕對值0.000 mg/L，相對偏差-0.2%，低濃度標準樣品檢測值偏差較大，最大偏差絕對值0.10 mg/L，相對偏差-4.4%，最小偏差0.003 mg/L，相對偏差1.2%，依據《水環境監測規范》（SL 219-2013）附錄A分析精密度和準確度允許誤差≤10%(微量)的要求可知此次比對分析實驗數據均在質控范圍內。

據表4數據可繪制兩幅質控圖，分別為高濃度質控圖（圖3）和低濃度質控圖（圖4）。

圖3 高濃度樣品質控圖

圖4 低濃度點質控圖

由質控圖可以看出標準樣品的檢測值圍繞在真值附近上下浮動，但都在標樣上限與下限范圍內，說明本次比對分析結果合理，可靠，未出現偏離。

5 結論與建議

5.1 結論

從本次分析試驗數據可知，本方法測定鋅的標準物的曲線斜率、相關系數均優于相關要求，測定樣品結果穩定可靠，可以得到可信度高的水質樣品測定結果。以此說明該儀器在商洛水環境監測中心運行穩定，測定數據準確可靠。

5.2 建議

（1）試驗開始前調整好燃燒器位置，使元素燈光線軸處于燃燒縫正上方位置，確保光路正好通過燃燒縫中心，調節好載氣量在(1200～1800)mL/min；

（2）要控制樣品和試劑的保存溫度及儀器室的溫度，樣品溫度必須控制在20℃～25℃，分析時的反應溫度適宜；

（3）要定期維護儀器，每2～3個月清理燃燒縫上的結晶物、廢液管中水封是否合格、排風設備的排風量是否過大清洗管路，更換老化的管路，以保證數據的準確性。