微波消解-石墨炉原子吸收分光光度法测定不同类型水样中的总铜

东 明

（辽宁省环境监测实验中心，辽宁 沈阳 110161）

铜是人体必需的微量元素之一,体内缺失会导致妇女不育、早产、心血管疾病、儿童贫血、发育停滞等。但当铜含量过多,在体内蓄积到一定量或者价态发生改变就会具有很强的毒性[1]。铜的常见测定方法有分光光度法、火焰原子吸收光谱法、阳极溶出伏安法、电感耦合等离子体原子发射光谱法/质谱法等。目前，由于石墨炉原子吸收法选择性好、灵敏度高、检出限低、操作简便、成本相对较低等特点，在土壤、食品、生物、水质等样品中重金属的检测方面得到了越来越广泛的应用。郑巨龙等[2]用石墨炉原子吸收法对土壤中的铜和铅进行了测定，李志娟、王金星[3]对食品中的铅、镉和铜进行了分析，郁建桥等[4]、仇丽颖等[5]分别对地面水和大鼠血清中的铜进行了测定。本文对地表水、地下水和污水中的总铜进行了测定，并对相关实验条件进行了探讨和优化，建立了水中总铜的石墨炉-原子吸收分光光度法。

1 材料与方法

1.1 仪器

Zeenit700原子吸收分光光度计；自动进样器；热解涂层平台石墨管；微波消解仪；电热板。

1.2 工作条件及仪器参数

波长324.7nm，灯电流2.0mA，光谱通带0.4nm，灰化温度700℃保持10s，原子化温度2000℃保持4s，除残温度2200℃。

1.3 试剂

1000mg/L铜标准储备液(国家钢铁材料测试中心)；硝酸（优级纯，德国默克公司）；30%双氧水。

1.4 标准曲线的绘制

将标准储备液用0.2%硝酸逐级稀释，配制成100μg/L母液，由仪器自动绘制标准曲线。

1.5 样品前处理

取25ml混合均匀水样于微波消解罐中，加入1.0ml30%过氧化氢，加入5.0ml浓硝酸，如有大量气泡产生，置于通风橱中静置，待反应平稳后加盖旋紧。放入微波消解仪中，消解仪升温时间10min，消解温度180℃，保持时间15min。

程序运行完毕后取出消解罐置于通风橱内冷却，待罐内温度与室温平衡后，放气，开盖，移出罐内消解液，用实验用水荡洗消解罐内壁两次，收集所有溶液，转移到50ml容量瓶中，加水至标线，摇匀，待测。也可用电热板在亚沸状态下，加热赶酸至1ml，用0.2%HNO3定容至25ml容量瓶中，摇匀，待测。

2 结果与讨论

2.1 灰化温度的确定

灰化的目的是蒸发去除共存的基体和局外组分，从而减轻基体干扰，降低背景吸收。在实验中保持原子化温度不变，改变灰化温度，观察吸光度的变化情况。结果表明灰化温度在700℃时吸光度最大且稳定，最后确定灰化温度为700℃，结果见图1。

2.2 原子化温度的确定

固定灰化温度和灰化时间，改变原子化温度（温度范围1800～2200℃），观察吸光度的变化情况。结果表明，随着原子化温度的升高，吸光度不断升高，当温度升到2000℃时，吸光度达到最大，随后有所降低，即确定原子化温度为2000℃，结果见图2。

图1 灰化温度对吸光度的影响

图2 原子化温度对吸光度的影响

2.3 工作曲线线性范围

实验对工作曲线的线性范围进行了测定，结果表明工作曲线在0～100μg/L之间线性良好，相关系数r=0.9992，回归方程y=0.00497x+0.01157。

图3 标准曲线的绘制

2.4 方法检出限、精密度

对浓度值约为1.00μg/L和4.00μg/L的标准溶液分别进行7次重复测定，根据方法检出限计算公式[9]：MDL=t（n-1,0.99）×S，其中，t（n-1,0.99）为自由度为n-1，置信度为99%时的t值，为3.143；S为7次重复测定值的标准偏差，计算得出检出限为：0.496μg/L，结果如表1；对三个不同浓度样品分别进行7次平行测定，RSD为0.9%～1.3%。结果如表2。

表1 检出限的测定结果

表2 精密度的测定结果

2.5 标准样品的测定

分别测定三种不同浓度的有证标准样品，测定结果准确，见表3。

表3 标准样品的测定结果

2.6 加标回收率的测定

对地下水、地表水、污水三种实际样品进行加标回收实验，加标量分别为 10.0μg/L、25.0μg/L 和 50.0μg/L。结果表明，回收率介于 87.9%～103.5%。表4为加标回收率的测定结果。

表4 加标回收率的测定结果

2.7 干扰和消除

铜在原子化过程中会受到共存元素的干扰。若盐浓度高在石墨炉产生背景量吸收时，可用氘灯或塞曼扣背景装置予以校正。

0.1%～5.0%的磷酸、硝酸对测定结果基本无影响；同浓度范围的盐酸、高氯酸基本略有正干扰；硫酸有负干扰。

实验设定浓度范围内 K、Na、Ca、Mg、Cd、Zn 对铜的测定基本无影响；1000mg/L的Ca、100mg/L的Mg略有负干扰。

使用La、W、Mo、Zn等金属碳化物涂层石墨管测定可提高灵敏并克服基体干扰。

3 结论

采用微波消解-石墨炉原子吸收分光光度法测定地表水、地下水和污水中总铜的含量，该方法检出限低、精密度与准确度良好，可获得较满意结果。

［1］董国庆,汪皓,黄爱娣,等.矮小身材儿童全血锌、铜、铁、钙、镁含量分析[J].中国妇幼保健,2007,22(23)：3288-3290.

［2］郑巨龙,徐伟,任先达,等.利用石墨消解-原子吸收法测定土壤重金属铜和铅[J].浙江树人大学学报,2014,14(1)：27-29.

［3］李志娟,王金星.微波消解-石墨炉原子吸收法测定食品中铅、镉和铜[J].医学动物防制,2012,28(1)：107-109.

［4］郁建桥,陈素兰,刘建琳,等.快速石墨炉原子吸收法测定地面水中痕量铜和铅[J].光谱学与光谱分析,2000,20(4)：547-549.

［5］仇丽颖,姜楠,刘晖,等.石墨炉原子吸收法测定大鼠血清中铜的含量[J].西南民族大学学报：自然科学版,2013,39(6)：891-893.

［6］HJ168-2010,环境监测分析方法标准制修订技术导则[S].北京：中国环境科学出版社,2010.