原子吸收石墨炉法测定水中铜的稳健性实验

东明

摘要：指出了石墨炉原子吸收法具有选择性好、灵敏度高、检出限低、操作简便及成本相对较低等特点，在各种样品的重金属检测方面得到了越来越广泛的应用。利用原子吸收石墨炉法测定水中铜的稳健性，考察分析的结果是否随着参数设定的变化保持着适当的稳健性，确定了7个全过程的变量并找出了影响测定结果的最显著因素为最终定容体积。

关键词：原子吸收石墨炉法；稳健性实验；铜

中图分类号：X73

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）6-0022-02

1 引言

铜的常见测定方法有分光光度法、火焰原子吸收光谱法、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具有选择性好、灵敏度高、检出限低、操作简便及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得到了越来越广泛的应用。

稳健性实验考察的是分析的结果是否随着参数设定的变化保持着适当的稳健性。稳健性实验主要目标是鉴别那些必须仔细控制的条件，并找出特别注意的环境条件。

方法稳健性试验的第一步，确定需要评价的7个变量。这些变量可以是：试样量、干燥温度、干燥时间、试剂浓度、搅拌速度、滤纸类别等等。每个变量取两个不同的水平，如试剂浓度选取推荐浓度的±10%，加热时间选取推荐时间的±10%，或者取两种不同类型的滤纸等。两个水平应具有方法常规使用的类型和大小的代表性。

2 材料与方法

3.1 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。

2.2 工作条件及仪器参数

波长228.2 nm，灯电流2.0 mA，光谱通带0.4 nm，灰化温度1000 ℃保持10 s，原子化温度1850 ℃保持4 s，除残温度2000 ℃。

2.3 試剂

1000 mg/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，优级纯。

2.4 标准曲线的绘制

将标准储备液用0.2%硝酸逐级稀释，配制成浓度为0.00 μg/L、10.0 μg/L、20.0 μg/L、30.0 μg/L、40.0 μg/L、50.0 μg/L的标准曲线点，由仪器自动绘制标准曲线。

2.5 样品前处理

取25 mL混合均匀水样于微波消解罐中，加入1.0 mL30%过氧化氢，加入5.0 mL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10 min，消解温度180 ℃，保持时间15 min。

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50 mL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1 mL，用0.2%HNO3定容至25 mL容量瓶中，摇匀，待测。

3 结果与计算

本研究中对全量铜的测定选择的7个变量为：

A-取样量（+10%），a-取样量（-10%）；B-消解酸用量（+10%），b-消解酸用量（-10%），C-消解时微沸，c-消解不沸；D-消解时试剂只加入1次，d-消解时试剂加入2次；E-只加硝酸，e-加硝酸和双氧水；F-用新石墨管，f-用旧石墨管；G-消解后定容体积（+10%），g-消解后定容体积（-10%）。实验结果填入表1中。

将8个测定值按因素字母的大写和小写分成两组，计算各个因素的影响。如第一个因素从A到a变化的影响可由1/4（s+t+u+v）和1/4（w+x+y+z）之间的差值给出。应当指出的是所有其它因素在上述两组的每一组中两个水平都出现了两次，这样由B到G所带来的影响都被由b到g的影响相抵消了。以此类推，按照下列步骤可求得环境因素变化而引起影响的大小。

选择s至z中的4个测定值为一组平均值减去剩余4个测定值的另一组平均值，如：

1/4（s+t+u+v）-1/4（w+x+y+z）=A-a=d1

1/4（s+t+w+x）-1/4（u+v+y+z）=B-b=d2

1/4（s+u+w+y）-1/4（t+v+x+z）=C-c=d3

1/4（s+t+y+z）-1/4（u+v+w+x）=D-d=d4

1/4（s+u+x+z）-1/4（t+v+w+y）=E-e=d5

1/4（s+v+w+z）-1/4（t+u+x+y）=F-f=d6

1/4（s+v+x+y）-1/4（t+u+w+z）=G-g=d7

通过将差值di与该分析方法在相同条件下重复测定的标准偏差相比较，可判断因素的影响是否显著。如果差值大于2倍标准偏差，则该因素的影响是显著的，对影响显著的因素，在最后描述分析方法时，应当特别注意这些变量，并指出它们必须非常小心地控制，在协作实验室的方案中应做出严格的规定。

用下式计算环境等因素引起的标准偏差：

S=27∑7i=1di

S是该方法对环境等因素的耐变性的综合表达，求得的S越小越好，说明环境因素的变化对方法的影响越小。

4 结语

按照数据处理方法，计算的di值列于表1中。可见7个变量对测定结果影响从小到大依次为：消解酸用量，加不加双氧水，消解时试剂加入次数，消解时温度控制为微沸还是不沸腾，新旧石墨管，取样量，消解后定容体积。

与相同测定条件下重复测定50 μg/L铜的标准偏差0.92相比较，大于其2倍的影响因素有：①消解后定容体积；②取样量；③新旧石墨管；④消解时温度控制为微沸还是不沸腾，由此可见，最终定容体积为影响测定结果的最显著因素。

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