氯离子对石墨炉原子吸收分光光度法测定水中铜铅镉镍的影响

赵丽娟

（辽宁省生态环境事务服务中心，辽宁沈阳 110161）

目前，随着工业发展，重金属污染已成为人类关注的重要问题之一。如何监测水中重金属并加以治理，是现阶段人类健康的重大问题[1]。铜、铅、镉、镍均属于常见重金属元素，具有很强的环境危害，目前国内多采用石墨炉原子吸收分光光度法测定水中的铜、铅、镉、镍。《生活饮用水标准检验方法 金属指标》（GB/T 5750.6-2006）[2]，建立了饮用水和水源水的铜、铅、镉、镍的石墨炉原子吸收分光光度法；《饮用天然矿泉水检验方法》（GB/T 8538-2016）[3]，建立了饮用天然矿泉水铜、铅、镉、镍的石墨炉原子吸收分光光度法；《水和废水监测分析方法》（第四版）[4]给出了地下水和清洁地表水中铜、铅、镉石墨炉原子吸收分光光度法。通过查阅ISO、EPA标准分析方法及国内文献，氯离子对铜、铅、镉、镍的测定均有不同程度的干扰，本研究对共存氯离子做了干扰实验，并提出了干扰消除办法。

1 实验部分

1.1 主要仪器

石墨炉原子吸收分光光度计（具塞曼背景校正器，ZEENIT700P）、电热板、微波消解仪（CEM公司）。

1.2 试剂

硝酸、过氧化氢、高氯酸、磷酸二氢铵、硝酸镁，均为优级纯；实验用水为去离子水；铜、铅、镉、镍，均为光谱纯，质量分数≥99.99%。

1.3 仪器条件

根据仪器使用说明书调节仪器至最佳工作状态，仪器测量条件见表1。

1.4 样品的采集及前处理

样品采集按照 HJ/T 91-2002 和 HJ/T 164-2004的相关规定执行。可溶性铜、可溶性铅、可溶性镉和可溶性镍样品直接测定。总铜、总铅、总镉和总镍样品，经电热板消解或按照HJ 678-2013[5]方法微波消解后上机测定。

2 结果与分析

2.1 氯离子的干扰

通过向地表水样品中加入不同浓度的氯离子，测定样品中各元素的浓度值与真值误差，可见当相对误差控制在±5%时，300 mg/L的氯离子对铜产生负干扰，200 mg/L的氯离子对铅产生负干扰，300 mg/L的氯离子对镉产生正干扰，1 000 mg/L的氯离子对镍产生正干扰，具体见表2。

分别采集入海口涨潮（氯离子浓度为3 783 mg/L）和落潮（氯离子浓度为443 mg/L）时的水样，分别测定样品中4项元素的浓度，其中，铜、铅、镉无论涨潮还是落潮水样均出现仪器故障，无响应值，镍落潮时使用塞曼扣背景可正常测定，测定值与真值误差为8.7%。通过测定赶潮河流断面的实际样品可以进一步验证氯离子对4种元素的干扰浓度。因此，当氯离子浓度高于300 mg/L时，对铜和镉有干扰，氯离子浓度高于200 mg/L时对铅有干扰，氯离子浓度高于1 000 mg/L时对镍有干扰，推荐使用海水方法测定。

表1 仪器测量条件

表2 氯离子对各元素干扰汇总表

2.2 干扰的消除

2.2.1 稀释法

样品用与配制校准曲线相同的溶剂稀释后重新分析，此法适用于有一定浓度的样品。

2.2.2 基体改进

基体改进剂与待测元素生成难挥发的化合物，通过提高灰化温度，使基体成分先蒸发去除，从而降低干扰，提高灵敏度。针对5种元素分别选择不同的基体改进剂进行实际样品加标比对实验。结果表明，在测定Cu和Ni两种元素时，使用选择的基体改进剂时，并不能改善回收率，故建议在测定这两种元素时无需使用基体改进剂；测定Pb和Cd时使用的基体改进剂均能改善回收率，其中磷酸二氢铵改善效果最好，故推荐测定Pb时使用2%的磷酸二氢铵，测定Cd时使用1%的磷酸二氢铵。在实际工作中，也可以根据不同品牌的石墨炉原子吸收分光光度计推荐的基体改进剂降低干扰。

2.2.3 标准加入法

标准加入法有局限性，使用前必须判断其适用性；先绘制出标准溶液和校准曲线，然后测定待测样品，吸光度为A，从校准曲线上查得浓度为x。向待测试样中加入标准溶液，加标浓度为s，测定其吸光度为B，从校准曲线上查得浓度为y。待测试样的含量当不存在基体效应时应为1，即c=x，此时可用标准溶液校准曲线法。当存在基体效应时在0.5～1.5，可用标准加入法超出此范围时，标准加入法不适用，必须预先分离基体后才能进行测定。

3 结论

样品中含氯离子对铜、铅、镉、镍的测定存在干扰。300 mg/L的氯离子对铜产生负干扰，200 mg/L的氯离子对铅产生负干扰，1 000 mg/L的氯离子对镉产生负干扰，2 000 mg/L的氯离子对镍产生负干扰。当样品中氯离子浓度超出上述值时，建议使用海水方法测定。根据待测元素加入磷酸二氢铵或硝酸镁基体改进剂，或采用标准加入法可消除干扰。本方法测量条件下，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。