原子吸收法在水中重金屬含量檢測中的應用

劉 晶，馬漢文，申艷華，亓俊霞

（潞安職業技術學院，山西 長治 046000）

0 引言

當前人們環保意識逐漸增強，飲用水中的重金屬含量已經被確定為環境污染控制指標之一。水中污染物被認為是重金屬來源中最重要的一類組分，并且影響到人體健康[1]。相關領域研究人員開展了深入的調查研究，認為原子吸收法為一種具備操作簡單、靈敏度高且對基體無毒害的水中重金屬含量檢測方法。本文以山西地區河流水資源為樣本，開展了原子吸收法在水中重金屬含量檢測中的應用研究。

1 實驗材料與方法

1.1 檢測對象

為實現原子吸收法對水中重金屬含量的檢測，以山西地區某區域河流內水體為檢測對象。山西地區河流含砂量較大，并且水土流失問題嚴重。山西省水資源總量可達到150 億m3，但時間分布十分不均衡。在全省范圍內，河川徑流量可達112 億m3，大部分集中在7—9 月，并且年際變差較大[2]。通過歷史觀測資料可知，山西大部分河流年平均輸出的泥沙量在45.3～46.25 億t，并且一年當中的泥沙量變化巨大，主要集中在豐水期和洪水期[3]。為了評定所選原子吸收法的實際應用效果，檢測對象采用山西地區多個河流水體為樣本。水樣使用孔徑大小為0.22 μm 的過濾膜除去水體中固體顆粒以及不溶物質。針對獲取到的水體樣本，將其分別編號為001—005，表1 為5 份水體樣本的基本參數信息記錄表。

表1 5 份水體樣本的基本參數信息表

結合表1 中記錄的內容，明確待檢測水體樣本的初始信息，在此基礎上，結合后續選擇的檢測設備和材料對其中重金屬含量進行檢測。

1.2 檢測材料與設備

根據原子吸收法的檢測原理，確定檢測所需材料與儀器設備。所需材料包括質量濃度為1.25 g/mL 的硝酸溶液、質量濃度為0.25 g/mL 的高錳酸鉀溶液、適量磷酸緩沖溶液以及純水[4]。檢測過程中需要的設備包括TAS-986 型號原子吸收分光度計，該型號原子吸收分光度計的準確度為±0.1 nm，紫外功率為250 W，標準溫度為室溫，電池容量為2 500 mA，工作電源為220 V 交流電源/AA 電池，環境參數為＜90%（0～40 ℃），運行功耗為20 W，波長范圍在360～1 000 nm，波長準確度為3 nm，穩定性良好。除此之外，檢測過程中還需要型號為101-0BS 的實驗室烘干機，該型號烘干機的尺寸為350 mm×350 mm×350 mm（長×寬×高）；溫度范圍為20～300 ℃；電源電壓為220 V、50 Hz。

1.3 檢測方法

原子吸收法的原理是利用氣體的作用，將被測物質中的原子在一定條件下分解為原子氣體和水，在一定時間內原子氣相轉移到水分子中，被測樣本中的原子氣就形成一種特殊的混合氣，使其能夠與待測物質發生一定的化學反應，進而使水分子獲得能量并發生反應生成原子氧[5]。在水中被測物質中金屬元素具有較高濃度，當水質中存在污染物時會對原子氧產生一定程度反應從而產生原子氧，進而將原子氣與待測物質發生反應生成水分子。在檢測過程中，按照表2 完成對檢測參數的設置。

表2 基于原子吸收法的檢測參數設置表

在完成上述檢測參數的設置后，讀取TAS-986型號原子吸收分光光度計上顯示的數值，并將相關參數代入到公式（1）中，計算得出水樣中重金屬含量：

式中：G 為被檢測水樣中重金屬質量濃度，μg/L；η 為TAS-986 型號原子吸收分光光度計測定結果，μg/L；δ 為水樣體積，mL；χ 為水樣中重金屬物質的質量占比，%；β 為被檢測水樣的質量，g。按照上述公式，計算具體數值結果。

2 檢測結果記錄與分析

在完成對被檢測水樣的測定后，將得到的實驗數據記錄如表3。

表3 水樣中重金屬質量濃度檢測結果與實際值對比單位：μg/L

從表3 中可以看出，利用原子吸收法對水體樣本當中的重金屬質量濃度進行測定，其檢測結果與實際值相差不超過0.005 μg/L，充分滿足水中重金屬質量濃度檢測的精度（誤差小于0.001 μg/L）標準。再進一步結合表3 中數據，針對其中某一水樣進行6 次檢測，并記錄原子吸收法檢測的相對標準偏差，根據數據繪制圖1 所示的結果。

圖1 原子吸收法檢測結果相對標準偏差

從圖1 中記錄的數據能夠進一步證明，引入原子吸收法后，每次檢測得到的檢測結果相對標準誤差均沒有超過0.3 μg/L，證明原子吸收法具有極高的檢測精度。

3 結語

利用原子吸收法能夠實現對水中重金屬含量的測定，但在實際應用中要使用分析純、高純度物質才能保證檢測結果的準確性。若需使用痕量、高質量分析純物質對水中重金屬進行快速測定可在實驗室中通過原子吸收法進行。同時，需要使用一定數量的待測樣品使原子進行發生化學反應進而形成水分子及原子團簇，以提高測定結果的準確性。在實際環境控制過程中應根據實際情況選用不同波長及不同靈敏度的原子吸收法對水中重金屬含量進行檢測。