飲用水中鈹用原子吸收石墨爐法測定
摘 要:只要對石(shi)(shi)墨(mo)管用氯氧化鋯進(jin)行適當的(de)(de)處理,同時以(yi)硝酸鎂作(zuo)為(wei)基體改進(jin)劑并控(kong)制合適的(de)(de)儀器操作(zuo)條件(jian)及(ji)升溫程序,即可以(yi)提高原子吸(xi)收石(shi)(shi)墨(mo)爐法測定鈹(pi)的(de)(de)靈敏(min)度,達到供水行業測定指標的(de)(de)要求(qiu),建(jian)議(yi)在(zai)供水行業中(zhong)推廣該測定方(fang)法。
鈹是一種比較稀有的元素,主要存在于綠柱石礦(硅酸鋁鈹)中。鈹被列入供水行業2000年科技進步規劃中的水分析項目。
鈹及其化合物均劇毒,進入人體后幾乎全部被吸收,濃度高時會致死。同時鈹也被美國EPA列為重要致癌物之一,屬于美國優先控制污染物。
我國規定(ding)(ding)飲(yin)用(yong)水(shui)中(zhong)鈹濃(nong)度(du)(du)不得大于0.2μg/L。目(mu)前國內(nei)只有少數(shu)幾個一類水(shui)司能做此(ci)項目(mu),但(dan)通(tong)常(chang)采用(yong)ICP光(guang)(guang)(guang)譜法(fa)測(ce)鈹(如上海水(shui)司、深圳水(shui)司),另外(wai)(wai)還可以用(yong)桑(sang)色(se)素(su)熒光(guang)(guang)(guang)分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)法(fa)或鋁試(shi)劑紫外(wai)(wai)分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)法(fa)測(ce)定(ding)(ding)。用(yong)萃取(qu)—熒光(guang)(guang)(guang)分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)法(fa)雖靈敏度(du)(du)較高(取(qu)樣(yang)1L,最低(di)檢測(ce)限是0.1μg/L)但(dan)操(cao)作繁瑣,紫外(wai)(wai)分光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)度(du)(du)法(fa)則靈敏度(du)(du)不夠(取(qu)樣(yang)50mL,最低(di)檢測(ce)限是10μg/L)。現采用(yong)原子吸(xi)收石墨(mo)爐法(fa)測(ce)定(ding)(ding)飲(yin)用(yong)水(shui)中(zhong)的微量鈹。
1 試驗部分
1.1 儀器和試劑
原子吸收分光光度計(日立Z-5000);鈹空心陰極燈;高溫石墨管。
純氬氣;鈹標準溶液(國家標物中心);硝酸(GR);硝酸鎂(GR);氯氧化鋯(AR);超純水(用純水機現制)。
1.2 試驗步驟
① 配制質量濃度為0.40μg/L的鈹標準溶液(用1%的硝酸稀釋),并以此為母液由自動進樣器分別稀釋成0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40μg/L的系列標準溶液,依次注入石墨爐測定。
根據試驗需要配制其他濃度的鈹標準溶液。
② 將5.8gZrOCl2·8H20溶解于100mL純水中制成氯氧化鋯溶液。將石墨管放入該溶液過夜,然后取出在120℃下干燥2~4h,再裝入石墨爐中并于120℃加熱60s、400℃加 熱30s、在2200℃加熱90s、2800℃加熱10s,即得用氯氧化鋯處理后的石墨管。
③ 配制基體改進劑Mg(NO3)2溶液:將0.2g硝酸鎂溶于100mL的1%硝酸中。
④ 控制不同的試驗條件,依次測定0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40μg/L的鈹系列標準溶液的吸光度。
⑤ 如果在一定條件下工作曲線線性良好,則測定試驗的準確度、精密度及回收率。
⑥ 對水中正常含量的離子做(zuo)干(gan)擾試驗。
2 結果和討論
2.1 最佳試驗條件
手工進樣,以0.40 μg/L的鈹標準溶液為試樣確(que)定了最(zui)佳(jia)試驗條(tiao)件(jian)。最(zui)佳(jia)儀器條(tiao)件(jian)及升溫程序(xu)分別見(jian)表1、2。
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2.2 石墨管的處理
經反復試驗發現,如果使用沒有用氯氧化鋯處理過的石墨管,即使用硝酸鎂溶液作基體改進劑對水體中的鈹元素進行測定,最低檢測限也只是0.25μg/L,不能達到供水行業檢測限應低于0.2μg/L的要求,但使用經氯氧化鋯處理過的石墨管用硝酸鎂作基體改進劑測定時,檢測靈敏度可以大大提高,并且在0~0.4μg/L的濃度范圍內可以得到線性相關性較好的標準曲線(見圖1)。
由圖1所得(de)的線性方(fang)程為A=0.1100×CBe-0.00428,線性相關(guan)系數為R=0.9991。
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由于供水行業中測鈹元素的指標值很低(0.2μg/L),而原子吸收石墨爐法通常進樣量是20~40μL左右,所以極微量的鈹在原子化階段由于形成了碳化物或被石墨管壁吸附而降低了測定靈敏度,通過使用氯氧化鋯處理后的石墨管可在管壁形成碳化鋯保護層,從而減少了鈹與石墨管壁的作用,提高了測定靈敏度,使檢測限低于0.1μg/L,完全符合供水行業對該項目的測定要求。
2.3 精密度
配制0.10μg/L、0.40μg/L的鈹(pi)標準樣品,按以上方法測(ce)(ce)定,每天(tian)(tian)測(ce)(ce)一次各測(ce)(ce)2個(ge)平行樣,10天(tian)(tian)后得到(dao)鈹(pi)的精(jing)密度測(ce)(ce)試結果(見(jian)表3)。
表3 精(jing)密度測定結果
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由表3可知該測試方法的精密度較高。
2.4 準確度及回收率
分(fen)別在赤山(shan)埠(bu)水(shui)廠的源水(shui)和出廠水(shui)(均未檢出鈹(pi))中加入(ru)鈹(pi)標(biao)準溶液(ye)進行加標(biao)回(hui)收試驗,結果見表4。
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由表4可見,加標回收率為94.2%~101.6%。
2.5 共存離子干擾試驗
加入基體改進劑后,飲用水(shui)、水(shui)源(yuan)水(shui)中(zhong)正常含量的離子(zi)對(dui)鈹測定均不(bu)產生干擾。
3 結論
只要(yao)對石(shi)墨管用氯氧化鋯進行適當的(de)處理,同(tong)時以硝酸鎂作為基體改進劑并(bing)控制合適的(de)儀器操(cao)作條(tiao)件及(ji)升(sheng)溫程(cheng)序,即可(ke)以提高原子吸收石(shi)墨爐法(fa)測定鈹的(de)靈(ling)敏度,達到(dao)供水行業(ye)測定指標(biao)的(de)要(yao)求,建(jian)議在供水行業(ye)中推廣該(gai)測定方(fang)法(fa)。

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