原子光譜法測定生活飲用水中的微量元素

◎ 喬瑤瑤，張昕瑋，付有功

（咸陽市食品藥品檢驗檢測中心涇三淳區域分中心，陜西 咸陽 712000）

金屬元素可通過食品、空氣、飲用水進入人體，它們半衰期長、不可降解，在生物體中累積，會對人類健康構成嚴重威脅[1-2]。水中的鉛、鎘、銅、鋅、錳、銀、鋇、總砷、鎳、總汞和銻等達到一定濃度，對人體有害[3-5]。鋅、硒、鉀、鈉、鈣、鎂和鐵等微量元素對人體有保健作用[6-8]。無論是有益的微量元素還是有害的微量元素，所顯出的作用都與其濃度相關。

目前，飲用水中重金屬含量的測定方法主要有原子吸收光譜法（Atomic Absorption Spectrometry，AAS）[9]、原子熒光光譜法（Atomic Fluorescence Spectrometry，AFS）、電感耦合等離子體光譜法（Inductively Coupled Plasma，ICP）、電感耦合等離子體發射光譜法（Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectoscopy，ICPOES）和電感耦合等離子體質譜法（Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,ICP-MS）等[10-11]。ICP、ICP-OES和ICP-MS對儀器工作環境要求較高；AAS具有靈敏度高、分析精度好等優點，作為元素測定的首選方法；AFS具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬等優點，近年來被廣泛用于檢測水中重金屬。

本研究參考GB/T 5750.6—2006[12]，以生活飲用水為研究對象，采用AAS測定了生活飲用水中鉛、鎘、鎳、鐵、錳、銅、鋅、鉀、鈉、銀和鋇等元素以及AFS測定了總砷、總汞、硒和銻等元素，建立快速、靈敏、準確的元素檢測方法，進行了測定結果分析和初步評價，為生活飲用水的進一步開發和利用提供了參考數據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

康師傅包裝飲用水（550 mL/瓶）；農夫山泉飲用天然水（550 mL/瓶）；飲用純凈水（555 mL/瓶）；純悅包裝飲用水（550 mL/瓶）；涇陽縣金柳村涇三淳分中心生活用水（以下簡稱生活用水）。

15種元素的標準儲備液（1 000 μg·mL-1，有證標準物質）；硝酸、鹽酸、高氯酸、鐵氰化鉀、硼氫化鉀、氫氧化鉀、氯化鈉、氯化鉀、磷酸二氫銨、硝酸鎂、溴酸鉀、溴化鉀、鹽酸羥胺、重鉻酸鉀、氫氧化鈉、氯化鑭、硫脲和抗壞血酸，所用試劑均為優級純；水為超純水。

1.2 儀器與設備

AA-6880原子吸收分光光度計，配備鉛、鎘、鎳、鐵、錳、銅、鋅、鉀、鈉、銀和鋇空心陰極燈，島津（中國）；PF5原子熒光光度計，配備總砷、總汞、硒和銻空心陰極燈，北京普析；ME204E/02電子天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；SKML-2-4B電熱板，北京中興偉業儀器有限公司。

1.3 標準工作溶液的配制

按照GB/T 5750.6—2006[12]要求配制15種元素的標準工作溶液，線性范圍見表1。

2 結果與分析

2.1 線性方程、相關系數和最低檢測質量濃度

15種元素的回歸方程、線性范圍、相關系數以及最低檢測質量濃度見表1。結果表明，相關系數均大于0.998，滿足實驗分析要求。按GB/T 27404—2008[13]計算檢出限（即最低檢測質量濃度）。GB 5749—2006[14]中除對鐵、錳、銅和鋅的最低檢測質量濃度沒有要求外，其余元素的均小于GB 5749—2006中的最低檢測質量濃度。

表1 回歸方程、相關系數和最低檢測質量濃度表

2.2 重復性

分別取15種元素的第2個標準溶液濃度點樣品進行測試，每個樣品重復測試5次，計算出相對標準偏差（RSD）結果見表2。從表2可得出，RSD范圍為0.06%～4.00%，均小于7%。這表明，該檢測方法用于生活飲用水中微量元素的痕量分析，具有較高的精密度。

2.3 質控樣品、回收率試驗

隨同生活用水樣品做加標試驗、質控試驗，測定結果見表2。由表2可知，加標回收率在87%～113%，符合GB/T 27404—2008中加標回收率要求，且質控樣品實測值符合標準值要求。

表2 回收率與質控樣表

2.4 微量元素含量的測定

分別測定5種生活飲用水中的15種元素，其測定結果均滿足限量要求。生活飲用水樣品中含有豐富的鉀、鈉、銅和硒等人體必需的微量元素。其中，鉀含量為0.9 ～ 3.8 mg·L-1， 鈉 含 量 為 0～ 2.7 mg·L-1，Cu 含 量 為0.021～0.550 mg·L-1，Se含量為0.001 2～0.001 8 mg·L-1，鋅含量為0～0.9 mg·L-1。生活飲用水中還含有微量的鉛、鎳、鐵、鋇和鋅等重金屬元素，即不同的生活飲用水中金屬元素的含量有一定差別；鎘、錳、銀、砷、汞和銻等元素未能檢測到，這些元素含量低于國家標準。

3 結論

本研究建立了AAS和AFS測定生活飲用水中15種金屬元素的方法，各元素均具有著良好的線性，樣品測定結果均滿足限量要求，相對偏差范圍為0.06%～4.00%，加標回收率在87%～113%，且質控樣品實測值符合標準值要求。該實驗方法分析速度快、線性范圍寬，有較高的準確性和靈敏度，有助于生活飲用水的進一步開發。