溶液陰極輝光放電結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)加入法和背景去除法分析水溶液中的Ca和Mg

鄭培超, 何 苗, 王金梅*, 王寧燊, 李維琦, 羅元江, 董大明, 鄭昆朋, 顏渤汶

1. 重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院，重慶市光電信息感測與傳輸技術(shù)重點實驗室, 重慶 400065 2. 北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心，北京市農(nóng)林科學(xué)院, 北京 100097

引 言

水總硬度是指水中Ca和Mg離子的總濃度； 飲用硬水會引起嚴(yán)重的腎結(jié)石和其他疾病； 因此，檢測水中Ca和Mg的含量非常重要。而實際水體的成分相對復(fù)雜，現(xiàn)有成熟的水體金屬元素檢測技術(shù)，包括電感耦合等離子體發(fā)射光譜(inductively coupled plasma optical emission spectroscopy, ICP-OES)[1]，原子吸收光譜(atomic absorption sectroscopy, AAS)[2]等，這些方法雖然靈敏度和精度高，且檢測限低，但儀器維護成本高且操作復(fù)雜[3]。為滿足快速檢測和現(xiàn)場部署的要求，急需開發(fā)一種體積更小，成本更低的金屬元素檢測儀器。

近年來，大量利用溶液電極的小體積等離子體源被開發(fā)出來。1993年，以Cserfalvi為代表的研究人員初次提出了用于元素分析的液體電極放電系統(tǒng)，并命名為“電解質(zhì)陰極放電”(electrolyte cathode atomospheric pressure glow discharge, ELCAD)[4]。2005年，Webb等研究人員簡化了ELCAD，并將其命名為“溶液陰極輝光放電”(solution cathode glow discharge, SC-GD)[5]。SCGD-AES(solution cathode Glow discharge-atmosphere emission spectrometry)[6]方法功耗更小，能在常溫常壓下工作，檢測限(μg·L-1量級)也更低，而且能連續(xù)、實時監(jiān)測廢水中的金屬元素。

基體效應(yīng)是樣本的化學(xué)成份和物理、化學(xué)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變對待測元素特征強度的影響。實際的水質(zhì)樣品檢測易受基體效應(yīng)的影響，直接導(dǎo)致元素濃度預(yù)測精度下降，SC-GD源易受基體效應(yīng)的影響[7]。一些實驗室已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了能減少SC-GD基體效應(yīng)的實驗方法，例如： 外標(biāo)法、內(nèi)標(biāo)法和多元線性回歸方法[8]，而標(biāo)準(zhǔn)加入法(standard addition method, SAM)也是一種能有效克服基體效應(yīng)的方法。……