王煥英

（衡水學(xué)院化工學(xué)院，河北 衡水053000）

河水中微量元素的含量是水體受污染程度以及水質(zhì)的重要指標(biāo)。為了保護(hù)環(huán)境，防止水污染，對(duì)水體進(jìn)行經(jīng)常性的水質(zhì)檢測(cè)具有重要的意義。滏陽河環(huán)繞衡水市區(qū)，不可避免受到周圍環(huán)境的污染，所以對(duì)滏陽河水水體中微量元素進(jìn)行檢測(cè)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

文獻(xiàn)調(diào)研得知，目前微量元素的檢測(cè)方法主要有原子發(fā)射法、熒光分析法、色譜法、化學(xué)發(fā)光分析法和質(zhì)譜法等。儲(chǔ)溱等采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）對(duì)湖泊水中7種微量和痕量元素P、Mn、Sr、Ca、Mg、Fe、Al進(jìn)行同時(shí)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)表明，該方法的優(yōu)點(diǎn)是有較高的靈敏度、較寬的線性范圍和較低的檢出限，但該法的缺點(diǎn)是操作和設(shè)備費(fèi)用較高，并且樣品一般需預(yù)先轉(zhuǎn)化為溶液，這樣對(duì)一些元素的優(yōu)勢(shì)并不能夠很明顯地顯現(xiàn)出來。薛鵬等用高效液相色譜-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法及電感耦合等離子體-質(zhì)譜法檢測(cè)水中砷及微量元素含量，該法原子化條件好，穩(wěn)定性和靈敏度高，但是該法存在一定的缺陷即對(duì)非金屬元素測(cè)定的靈敏度低。李岫霞等采用兩種預(yù)濃集方法配合中子活化測(cè)量，研究了湖水中23種微量元素的含量及分布。該法測(cè)量微量元素成本低、快速、簡(jiǎn)便，但是該法的準(zhǔn)確度較低。廖科結(jié)合微波消解和原子吸收分光光度法測(cè)定了水樣中錳、鐵的含量，該法優(yōu)點(diǎn)是安全、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、快速、試劑消耗量少，但在測(cè)定過程中存在一些干擾因素，所以影響了準(zhǔn)確度。伍莉娜采用固相萃取法（SPE）富集天然水中的微量元素，該法的優(yōu)點(diǎn)是有很好的重現(xiàn)性，操作簡(jiǎn)易快捷，但是成本太高。

而火焰原子吸收法具有精密度高、抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、儀器簡(jiǎn)單、選擇性好、操作方便等特點(diǎn)，故本文采用火焰原子吸收法測(cè)定滏陽河衡水市段水中微量元素Fe、Cu、Ca和Pb等元素的含量，旨在為衡水居民科學(xué)利用河水提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

用火焰原子吸收法測(cè)定微量元素含量時(shí)實(shí)驗(yàn)用水的純度對(duì)結(jié)果影響巨大，水不純會(huì)影響實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)使用去離子水，實(shí)驗(yàn)水樣為衡水市前進(jìn)街滏陽河水。

1.1 樣品的前處理

常用的樣品預(yù)處理方法有濕消化法、酸溶解法和高低溫灰化法。而通常樣品又必須經(jīng)過預(yù)處理后才能進(jìn)行原子吸收光譜測(cè)定。樣品預(yù)處理即在測(cè)定各種元素之前，把樣品進(jìn)行處理，呈現(xiàn)溶液狀，并使各種微量元素處于溶解狀態(tài)。

本實(shí)驗(yàn)的處理方法是在水樣中分別加少許硝酸后密封。若水樣渾濁，進(jìn)行過濾。

1.2 儀器與試劑

FA2004N分析天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；TAS990原子吸收光譜儀，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。實(shí)驗(yàn)用燈源見表1，實(shí)驗(yàn)用試劑見表2。

表1 實(shí)驗(yàn)用燈源

表2 實(shí)驗(yàn)用試劑

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 稀釋劑及標(biāo)準(zhǔn)液的制備

（1）稀釋劑的配制

鐵、銅標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋劑的配制：將硝酸稀釋成0.5%的稀硝酸。鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋劑的配制：稱取一定量的氯化鍶與硝酸配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.1%和0.5%的混合溶液。

Pb稀釋劑的配制：取1 mL濃硝酸配制成100 mL的溶液，即1%的硝酸溶液。而Pb測(cè)定時(shí)，由于含量較低，需要用氫氧化鎂做沉淀劑，沉淀富集后再測(cè)量。HNO溶液的配制：取5.0 mL濃硝酸用蒸餾水稀釋至10.0 mL。

用不同稀釋劑與上述4種元素Fe、Cu、Ca和Pb的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成相應(yīng)濃度的溶液。

（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

用移液管準(zhǔn)確移取1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL銅標(biāo)準(zhǔn)液（1 000 μg/mL）分別置于1 000 mL容量瓶中，用硝酸（0.5%）定容至標(biāo)線，搖勻，則銅溶液濃度 分 別 為1.000 μg/mL、2.000 μg/mL、3.000 μg/mL、4.000 μg/mL，見表3。其他元素按同樣的方法配制。

表3 4種微量元素標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度

1.3.2 實(shí)驗(yàn)條件選擇

采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定河水中Fe、Cu、Ca和Pb 4種微量元素，使用氘燈扣背景，實(shí)驗(yàn)條件見表4。

表4 火焰原子吸收光譜法的工作條件

測(cè)量Pb時(shí)，取水樣500 mL置于量筒中，加5.0 mL氯化鎂溶液，邊加邊用玻璃棒緩慢攪拌，待穩(wěn)定10 min后，用膠頭滴管緩慢滴加氫氧化鈉溶液，不斷攪拌氫氧化鎂慢慢析出，在實(shí)驗(yàn)過程中用pH試紙檢測(cè)溶液的酸堿度，當(dāng)顯示pH＞11時(shí)，停加氫氧化鈉溶液，停止攪拌，靜置沉淀。抽濾，除去沉淀。最后把溶液轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，用硝酸（1%）稀釋至刻度。

1.3.3 空白溶液的制備

按照各種元素溶液的配制方法制備空白溶液。測(cè)Pb時(shí)取500 mL蒸餾水置于量筒中，加5.0 mL氫氧化鎂溶液，一邊加一邊用玻璃棒緩慢攪拌，待穩(wěn)定10 min后，用膠頭滴管緩慢滴加氫氧化鈉溶液，不斷攪拌氫氧化鎂慢慢析出，在實(shí)驗(yàn)過程中用pH試紙檢測(cè)溶液的酸堿度，當(dāng)顯示pH＞11時(shí)，停加氫氧化鈉溶液，停止攪拌，靜置沉淀。抽濾，除去沉淀。最后把溶液轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，用硝酸（1%）稀釋至刻度，制作空白對(duì)照溶液。其他元素類同。

1.4 數(shù)據(jù)處理

對(duì)Fe、Cu、Ca、Cd 4種元素同時(shí)進(jìn)行火焰法測(cè)定，以吸光度（Abs）對(duì)濃度（C）進(jìn)行線性回歸測(cè)出的各元素作標(biāo)準(zhǔn)曲線，其線性方程及相關(guān)系數(shù)見表5。

表5 4種元素的回歸方程和相關(guān)系數(shù)

從標(biāo)準(zhǔn)曲線上可得河水中4種元素的含量見表6。

表6 樣品中微量元素測(cè)定的結(jié)果（mg/L）

2 加標(biāo)回收率和精密度測(cè)定

2.1 加標(biāo)回收率

為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性，對(duì)河水樣品進(jìn)行了Fe、Cu、Ca、Pb元素加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。取不同的已知濃度的樣品，分別加入一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按樣品測(cè)定操 作步驟進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算回收率，見表7。

表7 樣品加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2 精密度

按照上述測(cè)定方法，取水樣重復(fù)進(jìn)樣5次，考查4種元素質(zhì)量濃度的變化情況，如表8所示。結(jié)果表明，溶液連續(xù)測(cè)定5次，4種元素的極差值均小于0.000 7 mg/L，變化很小，說明該方法對(duì)4種元素測(cè)定時(shí)的精密度良好。

表8 精密度實(shí)驗(yàn)

3 結(jié)論

采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定滏陽河衡水市段水中Fe、Cu、Ca、Pb 4種元素的含量分別為0.007 5 mg/L、0.002 8 mg/L、0.002 5 mg/L、0.002 4 mg/L，加標(biāo)回收率約為95%，精密度良好。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，火焰原子吸收光度法測(cè)量水中Fe、Cu、Ca、Pb等金屬離子具有偏差小、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確、靈敏度高、安全快速的優(yōu)點(diǎn)，能滿足水樣測(cè)試要求。