分光光度法与原子吸收光度法测定水中锰的方法比对

张红丽(牡丹江市环境监测中心站 黑龙江 牡丹江 157000)

分光光度法与原子吸收光度法测定水中锰的方法比对

张红丽(牡丹江市环境监测中心站 黑龙江 牡丹江 157000)

采用分光光度法和原子吸收光度法测定地表水中的锰，比对研究两种方法的测定原理，标准曲线和检出限。对比结果表明，两种方法在测定标准样品和实际样品时都可以达到质控要求，测定结果基本一致，而原子吸收光度法在测定低浓度时更精确，且在操作过程中更快捷，系统误差更少。

分光光度法；原子吸收光度法；锰；低浓度；比对

地表水中的低价锰，由于其稳定性较强，不易被自然氧化，而水库水的流动性差决定了这类水体的氧含量比其他地表水都要低，地表水锰超标的情况主要发生在以大型水库作为水源地的水厂。所以地表水中锰的含量多少可以作为判定是否发生地质污染的基准。

对锰的测定，国家标准规定了未受严重污染的地表水采用甲醛肟分光光度法(HJ/T 344-2007)，但该方法整个测定过程操作繁琐，时间较长，而且在比色过程中摇晃会产生大量气体，易发生溶液飞溅，在这个环境监测日益重要，工作日益增多的环境下，传统的化学方法在测定速度和准确性方面已经不能跟上时代的步伐。而火焰原子吸收分光光度法(GB 11911-89)也可以满足对地表水中锰的测定的要求，这次实验主要是对甲醛肟分光光度法和火焰原子吸收分光光度法测定水中锰的含量做一下比对。

1 实验部分

1.1 实验原理及方法适用范围

甲醛肟分光光度法测定锰的原理，在pH值为9.0～10.0的碱性溶液中，锰(Ⅱ)被溶解氧氧化为锰(Ⅳ)，与甲醛肟生成棕色络合物，该络合物最大吸收波长为450nm，锰质量浓度在4.0mg/L以内，质量浓度和吸光度之间呈线性关系。方法最低检出质量浓度为0.01mg/L，测定质量浓度范围为0.05～4.0mg/L。

原子吸收分光光度法测定锰的原理，在空气-乙炔火焰中，将样品或消解处理过的样品直接吸入火焰中，锰的化合物易于原子化，可于279.5nm处测量锰基态原子对其空心阴极灯特征辐射的吸收。在一定条件下，样品吸光度与待测样品中金属浓度成正比。锰的检测限为0.01mg/L，校准曲线的浓度范围分别0.05～3.0mg/L。

1.2 主要仪器和试剂

Z-2000原子吸收分光光度计(日立公司)，锰元素空心阴极灯，723A分光光度计，3cm比色皿。锰标准溶液1000mg/L(国家标准物质中心)，锰标准样品(202522)0.500±0.020mg/L(国家标准物质中心)，锰标准样品(202523)1.41±0.06mg/L(国家标准物质中心)，160g/L氢氧化钠溶液，1mol/LNa2-EDTA溶液，甲醛肟溶液，氨-盐酸羟胺溶液。

1.3 实验条件

灯电流7.5mA，测定波长279.5nm，光谱通带0.2nm，观测高度7.5mm，火焰种类为空气—乙炔，氧化型。

空气温度：22±5℃，大气压力：从84.0到106.7千帕(630-800毫米汞柱)，空气湿度：室温25℃时不超过80％，网内电压：220±10V，交流电频率：50±1HZ。

1.4 实验方案

1.4.1 方案一

(1)首先取浓度为1000mg/L的锰标准溶液5ml用1％HNO3稀释定容至100ml的容量瓶中配置成50mg/L锰标准使用液，再取50mg/L锰标准使用液10ml用1％HNO3稀释定容至100ml的容量瓶中配置成5mg/L锰标准中间液。

(2)绘制0.05～2.0mg/L范围的校准曲线(甲醛肟分光光度法)，曲线点浓度见表1。

(3)绘制0.10～3.0mg/L范围的校准曲线(火焰原子吸收分光光度法)，曲线点浓度见表2。

1.4.2 方案二

取50mg/L锰标准使用液2ml用1％HNO3稀释定容至100ml的容量瓶中配置成1mg/L锰标准中间液。

由于地表水中锰的含量较低，在国家标准的基础上延伸自定一个低浓度的曲线，范围在0～100μg/L之间。配制曲线点为浓度为：20、40、60、80、100μg/L。

2 结果与讨论

2.1 实验方案一结果与讨论

2.1.1 校准曲线

表1 甲醛肟分光光度法校准曲线值

图1 甲醛肟分光光度法校准曲线图

甲醛肟分光光度法的校准曲线：y=0.3693x+0.003，R2=0.999

表2 原子吸收分光光度法校准曲线值

图2 火焰原子吸收分光光度法校准曲线图

火焰原子吸收分光光度法的校准曲线：K1=6.137189e-002，K0=2.958782e-004，R=0.9999

由表1可知，甲醛肟分光光度法测定中的吸光度与锰的浓度之间线性良好，相关系数大于0.999。由图2可知，火焰原子吸收分光光度法测定中的吸光度与锰的浓度之间线性良好，测定数值稳定，相关系数大于0.9999，这两个方法的线性都可以满足分析检测要求。

2.1.2 环境标准样品和水源地样品定量分析结果分析

2.1.2.1 环境标准样品测定

选用数值为0.500±0.020mg/L标准样品和1.41±0.06mg/L标准样品进行测定，两种方法测定数值结果见表3和表4。

表3 甲醛肟分光光度法测定标准样品mg/L

表4 原子吸收分光光度法测定标准样品mg/L

由表3，表4可知，两种方法测定标准样品均可以达到满意的结果，原子吸收分光光度法的精密度(相对标准偏差)和准确度(相对误差)相对都优于分光光度法。

2.1.2.2 水源地样品

选用牡丹江市的铁路水源地和市水源地作为实际样品进行分析，加入0.1mg/L的标准使用溶液进行加标回收，分析结果见表5，表6。

表5 甲醛肟分光光度法测定水源地样品

表6 原子吸收分光光度法测定水源地样品

由表5，表6可知，两种方法测定水源地样品及其加标样品均可以达到满意的结果，加标回收率都可以达到测定要求。测定样品的加标回收率原子吸收分光光度法相对也高于分光光度法。

2.1.3 检出限比较

我们对试剂空白进行测定，甲醛肟分光光度法对试剂空白连续进行分析7次，所得的检出限为0.009mg/L，火焰原子吸收分光光度法对试剂空白连续进行分析7次，所得的检出限为0.008mg/L。两种方法测定的检出限结果都满足于国家标准要求。

2.2 实验方案二结果与讨论

2.2.1 校准曲线及其测定结果

⑴在0～100μg/L之间，甲醛肟分光光度法的校准曲线见图3。

图3 甲醛肟分光光度法校准曲线图

甲醛肟分光光度法的校准曲线：y=0.348x+0.0007，R2=0.999。

将数值为0.500±0.020mg/L的标准样品稀释10倍后待测。稀释后样品的数值为50μg/L，允许值为(％)≤±10。测定值见表7。

表7 甲醛肟分光光度法测定标准样品 μg/L

甲醛肟分光光度法测定样品时受测定过程中分光光度计及其比色皿影响，测定误差相对较大。

⑵在0～100μg/L之间，原子吸收分光光度法的校准曲线见图4。

图4 原子吸收分光光度法校准曲线图

火焰原子吸收分光光度法的校准曲线：K1=6.340491e-005，K0=-1.625767-004，R=0.9994。

将数值为0.500±0.020mg/L的标准样品稀释10倍后待测。稀释后样品的数值为50μg/L，允许值为(％)≤±10。

表8 原子吸收分光光度法测定标准样品 μg/L

原子吸收分光光度法测定样品时可以直接将样品进入仪器中测定，消除了一些误差，使测定值相对稳定，更加准确。

3 实验结论

通过方法比对结果显示，火焰原子吸收分光光度法和甲醛肟分光光度法在测定标准样品和实际样品时均能达到测定要求。所得结论如下：

⑴甲醛肟分光光度法操作比较繁琐，耗时较长，而火焰原子吸收分光光度法可以直接将样品送入仪器，在工作效率上要高于分光光度法。

⑵在测定低浓度样品时，甲醛肟分光光度法存在相对较大的测定误差，而原子吸收分光光度法在测定过程中减少了人员操作误差，在测定低浓度样品时也将误差影响减少到最低，使测定结果相对更加准确、更加精确。

〔1〕国家环境保护总局水和废水监测分析方法编委会编《水和废水监测分析方法》(第四版增补版).北京：中国环境科学出版社，2008年.

〔2〕中华人民共和国环境保护行业标准《水质锰的测定甲醛肟分光光度法》(试行)(HJ/T244-2007).北京：中国环境科学出版社，2007年.

Comparison of Spectrophotometric Method and Atomic Absorption Spectrophotometric Method for the Determination of Manganese in Water

ZhangHongli(Mudanjiang Environmental Monitoring Center Station of MuDanjiang City MuDanjiang Hei-Longjiang 157000)

In this paper，the determination methods of manganese in surface water by spectrophotometry and atomic absorption spectrophotometry are compared.The results show that all of the two methods can reach the requirements of the quality control in the determination of standard sample and actual sample，measurement results are basically the same and atomic absorption spectrophotometry is more accurate in determination of low concentration sample and more efficient in the operation process and has less system error.

Spectrophotometry Atomic absorption spectrophotometry Manganese Low concentration Comparison

X832

A

1674-263X(2016)04-0076-05

2016-11-20

张红丽(1984-)，女，本科，工程师，从事环境监测工作。