地表水中镍的石墨炉－原子吸收分光光度法的研究

孙 仓，金福杰 (辽宁省环境监测实验中心，辽宁沈阳110161)

镍是银白色金属，具有磁性和良好的可塑性，能够高度磨光和抗腐蚀，在工业上广泛应用于冶金、电镀、电子、化学、蓄电池等行业。它是人体必需的微量元素，但体内吸收过量可引起镍中毒。镍的常见测定方法有分光光度法、原子吸收光谱法、电化学分析法、流动注射法与相关分析技术的结合、电感耦合等离子体原子发射光谱法/质谱法等［1］。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。蔡金敏等分别用石墨炉原子吸收法对全血和食品中的镍进行了测定［2－3］，刘星等分别对土壤中的铝和化探样品中的镉进行了分析［4－5］，蒋小凤等分别对大气降水、生活饮用水和大气颗粒物中的镍进行了测定［6－8］。笔者对地表水中镍的石墨炉－原子吸收分光光度法进行了研究，并对相关试验条件进行了探讨和优化，确定了相关条件和参数，建立了地表水中镍的石墨炉－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;电热板。

1.2 工作条件及仪器参数 波长232.0 nm，灯电流5.0 mA，光谱通带0.2 nm，灰化温度1 100℃保持5 s，原子化温度2 300℃保持5 s，除残温度2 600℃。

1.3 试剂 1 000 mg/L镍标准储备液(国家钢铁材料测试中心);硝酸(优级纯，德国默克公司)。

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50.0 μg/L母液，由仪器自动绘制标准曲线。

1.5 样品测定 取50.0 ml适量水样于100 ml三角瓶或聚四氟乙烯烧杯中，加入3 ml浓HNO3和3 ml H2O2，在可控温电热板上加热消解，确保样品不沸腾，蒸至1 ml左右。取下冷却，加0.2%HNO3溶解残渣，若有不溶沉淀应通过定量滤纸过滤至50 ml容量瓶中，用0.2%HNO3定容至标线，摇匀，待测。

2 结果与分析

2.1 酸度的确定 考察了样品不同酸度对吸光度的影响，配制了 0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、2.0% 硝酸的20.0 μg/L镍标准溶液，分别测定其吸光度。结果表明，未加酸样品的吸光度明显低于其他酸度样品的吸光度，其他酸度样品之间的吸光度差别不大，所以该试验选择0.2%的硝酸浓度，结果见图1。

2.2 光谱通带对吸光度的影响 把20.0 μg/L标准溶液分别在4 个光谱通带(0.2、0.5、0.8、1.2 nm)下进行测定。结果表明，在0.2 nm下测定的吸光度最大，灵敏度最高(图2)。

2.3 基体改进剂的确定 选择4种基体改进剂(硝酸镁、硝酸钯、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵)做比对试验。其浓度均为10 g/L，当进样体积为20 μl时，加入体积为5 μl，经比较，4 种基体改进剂中，磷酸氢二铵的效果稍差，其他3种都可以将灰化温度提升到1 300℃，但是背景相对变大，峰形也变差。由于不加基体改进剂时的灰化温度也能达到1 200℃，完全满足试验所需要求，所以该试验选择不加基体改进剂。结果见图3。

2.4 灰化温度和灰化时间的确定 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。在试验中保持原子化温度2 300℃不变，改变灰化温度和灰化时间，观察吸光度的变化情况。结果表明，灰化温度在1 100～1 200℃时吸光度最大且稳定，到1 300℃时吸光度明显下降，最后确定灰化温度为1 100℃;其他条件固定，改变灰化时间，观察吸光度的变化，当保持时间为5 s时，吸光度最大，于是确定灰化时间为5 s(图4)。

2.5 原子化温度和原子化时间的确定 固定灰化温度和灰化时间，改变原子化温度(温度范围1 900～2 500℃)和原子化时间，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2 300℃时，吸光度达到最大，即确定原子化温度为2 300℃;其他条件固定，改变原子化时间，观察吸光度的变化，当保持时间为5 s时，吸光度最大，确定原子化时间为5 s(图5)。

2.6 工作曲线线性范围 试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0～50 μg/L之间线性良好，相关系数 r=0.999 8，回归方程 y=0.003 9x+0.000 4(图6)。

2.7 方法检出限、精密度 重复7次空白试验，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0.95 μg/L;对两份实际样品分别进行7次平行测定，RSD为2.05% ～2.57%(表1)。

表1 精密度的测定结果

2.8 标准样品的测定 分别测定3种不同浓度的有证标准样品，测定结果准确，见表2。

表2 标准样品的测定结果

2.9 加标回收率的测定 对两份试际样品进行加标回收试验，加标量分别为10.0和20.0 μg/L。结果表明，回收率介于88.5% ～103.0%(表3)。

表3 加标回收率的测定结果

3 结论

该研究建立了地表水中镍的石墨炉－原子吸收分光光度法，探讨和优化了相关的试验条件及主要升温程序。结果表明，在以0.2%硝酸为定容介质、仪器狭缝宽度为0.2 nm、灰化温度1 100℃保持5 s、原子化温度2 300℃保持5 s的条件下进行测定，标准曲线线性范围为0～50 μg/L;方法检出限为 0.95 μg/L;精密度为 2.05% ～2.57%;样品加标回收率为88.5% ～103.0%。该方法检出限低、精密度与准确度良好，适于清洁地表水中镍的测定，值得推广应用。

［1］李茹，乔壮明，王平，等.痕量镍分析的研究进展［J］.冶金分析，2010，30(6):27 －36.

［2］蔡金敏，何俊涛，贠建培，等.石墨炉原子吸收分光光度法直接测定全血中镍［J］.中国卫生检验杂志，2010，20(5):1005－1006.

［3］樊津江.石墨炉原子吸收法快速测定食品中铝和镍［J］.河南科学，2008，26(1):35 －38.

［4］刘星，尤江峰，谢忠雷，等.石墨炉原子吸收光谱法测定土壤铝的条件优化［J］.农业环境科学学报，2011，30(2):404 －408.

［5］唐毅，徐玉蓉，欧阳义华，等.石墨炉原子吸收光谱法测化探样品痕量镉的改进［J］.云南地质，2009，28(3):322 －327.

［6］蒋晓凤，赵一先.石墨炉原子吸收光谱法测定大气降水中镉镍铅［J］.环境监测管理与技术，2008，20(6):47－48.

［7］何健飞，雷霖，明剑辉.石墨炉原子吸收光谱法直接测定生活饮用水中镍［J］.现代预防医学，2013，40(2):326 －327.

［8］刘仙娜，冷家峰，邓保军.石墨炉原子吸收分光光度法测定大气颗粒物中的镍［J］.化学分析计量，2002，11(4):28 －29.

［9］中华人民共和国环境保护部.HJ 168－2010，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.