火焰原子吸收法和石墨炉法测水中镉比较

谢娟  

[摘 要]  镉是一种对人体有害的常见重金属，我国饮用水中镉的限量标准为0.005mg/L，本文对原子吸收火焰法与石墨炉原子吸收法对水样中的镉进行分析比较，结果表明原子吸收火焰法比石墨炉法测定速度快、干扰小，适于较高含量镉的分析；石墨法更适用于低含量镉测定。

[关键词]  火焰原子吸收；石墨炉原子吸收；镉

镉是工业上常见的重金属，对环境和人体中有富集作用，可通过空气、水和食物进入人体并导致慢性镉中毒，对人体健康具有很大危害[1]。测定重金属镉的方法有原子吸收分光光度法(AAS)，电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)等。其中原子吸收分光光度法因操作简便、灵敏度高、对待测元素选择性好等特点而得到广泛应用。原子吸收法分为火焰原子吸收法和石墨炉原子吸收法。为验证火焰原子吸收法和石墨炉原子吸收法对于水中镉的检测是否有区别，以及哪种方法更适合水中镉的日常检测，本文对两种方法进行了探讨。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂

900T原子吸收仪（美国PerkinElmer）；镉空心阴极灯；超纯水机。

镉标准溶液（1000μg/L，国家标准物质研究中心）；胶体钯溶液（成都微检生物科技有限公 司）；镉水质有证标准品（北京坛墨质检）

1.2 分析步骤和实验方法

1.2.1  标准溶液的配制

标准中间液配制（1μg/mL）:取标准溶液（1000μg/mL）5.00mL于100mL容量瓶中，用硝酸溶液（1+99）稀释至刻度，混匀，此溶液为50μg/mL。再取此溶液2.00mL于100mL容量瓶中，用硝酸溶液（1+99）定容。

标准使用液配制（100μg/L）：取标准中间液（1μg/mL）10.00mL于100mL容量瓶中，用硝酸溶液（1+99）稀释至刻度，摇匀。

1.2.2 分析步骤

制备相应标准系列，按照仪器所需工作条件，分别对标准系列及样品进行测定。

1.2.3 系列标准系列配制

吸取镉标准使用液配制不同浓度标准系列，火焰法标准系列浓度区间为0.0μg/L~100μg/L，石墨炉法标准系列浓度区间为0.0μg/L~10μg/L。

2 实验结果及讨论

2.1 火焰原子吸收法

2.1.1 方法的精密度

对火焰原子吸收法进行连续重复测定计算精密度。测定结果如表2所示，火焰吸收法在较高浓度时的测定精密度高，结果满意。

表2精密度试验(μg/L)

元素	测定结果						X	S	RSD%
镉	9.77	8.68	9.53	9.64	9.27	9.69	9.43	0.41	4.31

2.1.3 加标回收实验

按照本试验方法对水样进行加标回收实验，结果见表3。

表3加标回收试验(μg/L)

元素	本底含量μg/L	加标量μg/L	测定含量μg/L	回收率
镉	9.56	10.0	20.3	107%
		30.0	39.8	101%
		50.0	58.6	98.1%

2.1.4 分析标准样品

按实验方法分析有证水质标准品，测定结果在可信区间内，见表4。

表4有证标准品测定

测定方法	测定结果μg/L	标准值μg/L	不确定度μg/L
火焰原子吸收法	10.3	9.71	2

2.2 石墨炉原子吸收法

2.2.1 酸度选择

酸度过高会降低石墨管使用寿命，当硝酸浓度范围在 0.1 %~2.0 %之间时不影响吸光度，本方法选择 1.0 %硝酸溶液进行配制和稀释。

2.2.2 基体改进剂选择

镉元素在高温下极易损失，但灰化温度过低又无法在原子化前消除共存组份影响，该特性严重影响测定灵敏度和准确度。国标法加入普通的基体改进剂如磷酸二氢铵和硝酸镁可将镉的灰化温度提升到900℃，原子化温度提升到1800℃，然有可能增加背景吸收[2]，且硝酸镁属于易制爆化学品，管控严格、购买不便，因而本实验选用胶体钯溶液作为基体改进剂，胶体钯具有很高的比表面积，所产生的捕集效应能在较高灰化温度下维持待测元素稳定[3]，减少待测元素损失，提升灰化温度，消除共存基质干扰，提高检测的准确性。因此，本试验选择进样同时注入5 μL 钯溶液作为基体改进剂。

2.2.3 方法的精密度及准确度

按照以上实验条件进行精密度测定，并对水样进行加标回收，同时对有证标准样品进行测定，方法的灵敏度和准确度均符合要求，有证标准物质的测定结果在可信区间，结果见表6--表8。

表6精密度试验(μg/L)

元素	测定结果						X	S	RSD%
镉	3.55	3.33	3.38	3.52	3.52	3.57	3.48	0.098	2.84

表7回收率试验

元素	本底含量μg/L	加标量μg/L	测定含量μg/L	回收率
镉	0.57	1.00	1.62	105%
		3.00	3.53	98.7%
		5.00	5.49	98.4%

表8 有证标准品测定

测定方法	测定结果μg/L	标准值μg/L	不确定度μg/L
石墨炉原子吸收法	9.86	9.71	2

3 两种方法对比

3.1方法精密度和准确度：火焰法和石墨炉法的精密度和准确度均能满足该系列浓度下的测定需求，石墨炉法的检测限更低，更适于低浓度镉的测定；

3.2加标回收和有证标准样品分析：两种方法测水样的加标回收率都具有满意结果，不同水样在高、中、低三个不同浓度下的回收率均在85%和110%区间内，在测定同一浓度的有证水质标准品时，两种方法的结果均在合理范围内。

3.3方法的操作性：火焰原子吸收法需人工手动进样，且使用的乙炔气体属易燃气体，测定时人员不得离开；石墨炉法配备自动进样器，自动测定时无需人员在场，检测任务繁重时石墨炉法能极大提高工作效率。从单个样品测定时间来看火焰法明显快于石墨炉法。

4 总结

火焰原子吸收法测量速度快，对较高浓度的镉测量准确度高，适于高浓度镉的测定；而石墨炉原子吸收法可自动进样，检测限低于火焰法，更适于生活饮用水中痕量镉测定。这两种方法的精密度和加标回收率均能满足要求，且各有优势。针对不同水体中金属镉含量差异较大的实际情况，可选择不同的方法来满足含量测定的需求。

参考文献：

[1]张青,李业军.原子吸收分光光度法测定水中的重金属铅和镉[J].当代化工,2015,44(5):1188-1190.

[2]张钦龙,高舸.胶体钯化学改进剂石墨炉原子吸收光谱法测定血中铅[J].现代预防医学,2016,43(21):3986-3988.

[3]吴晓平,杨华剑.硝酸钯基体改进剂在原子吸收石墨炉法测定黄芪中铅的应用[J].中成药,2014,36(8):1696-1700.