哈尔滨市香坊疾病预防控制中心 150036
摘要：[目的]采用石墨炉原子吸收分光光度法测定不同类型水样中的总镉含量。[方法]对样品采用微波消解前处理，在灰化温度1 000 ℃，原子化温度1 850 ℃条件下测定。[结果]标准曲线线性范围为0～3.0 μg/L，r=0.999 7方法检出限为0.023 μg/L；精密度为1.2%～7.5%；样品加标回收率为105%～109%。[结论]所建立的石墨炉原子吸收法能够准确测定地表水、地下水和污水中总镉的含量，方法具有重复性好、操作简便等特点，可获得满意结果。
关键词：微波消解；水样；石墨炉—原子吸收分光光度法；总镉
Determination of total cadmium in different water samples by graphite furnace atomic absorption spectrometry. [Methods] pretreated by microwave digestion of samples, the ashing temperature is 1000 degrees centigrade, atomization temperature under 1850 DEG C determination. [result] the linear range of standard curve was 0 ~ g/L, and the detection limit of r=0.999 7 was 0.023 mu g/L; the precision was from 1.2% to 7.5%, and the recovery rate was about 105% ~ 109%. [Conclusion] the graphite furnace atomic absorption spectrometry can accurately determine the total cadmium in surface water, groundwater and sewage. The method has the advantages of good repeatability and easy operation.
Keywords microwave digestion water sample graphite furnace atomic absorption spectrometry total cadmium
镉不是人体的必需元素，镉进入血液后迅速与金属巯蛋白（metallothionein，MT）结合形成镉金属巯蛋白（MTCd）。镉的毒性很大，可在人体内蓄积，主要蓄积在肾脏，引起泌尿系统的功能变化。水中含镉0.1 mg/L时，可轻度抑制地表水的自净作用。用含镉0.04 mg/L的水进行农溉时，土壤和稻米受到明显污染；农溉水中含镉0.007 mg/L时，即可造成污染。日本的痛痛病即镉污染所致，临床表现为背和腿疼痛，腹胀和消化不良，严重患者发生多发性病理性骨折。镉是我国实施排放总量控制的指标之一，镉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、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。本文对地表水、地下水和污水中的总镉进行了测定，并对相关试验条件进行了探讨和优化，建立了水中总镉的石墨炉—原子吸收分光光度法。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 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、微波消解仪、电热板。
1.1.2 试剂。1 000 mg/L镉标准储备液（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。
1.2 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1 000 ℃保持10 s，原子化温度1 850 ℃保持4 s，除残温度2 000 ℃。
1.3 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、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00 μg/L的标准曲线点，由仪器自动绘制标准曲线。
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1.4 样品前处理
总量样品需要消解，步骤如下：取25 mL混合均匀水样于微波消解罐中，再加入1.0 mL 30%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[1]。
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，用试验用水荡洗消解罐内壁2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[2]。
可滤态：样品通过0.45 μm滤膜过滤后直接进行测定。
2 结果与分析
2.1 灰化温度的确定
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[3]。在试验中取同一浓度样品保持原子化温度不变，改变灰化温度，观察吸光度的变化情况。灰化温度在1 000 ℃时吸光度最大且稳定，最后确定灰化温度为1 000 ℃。
2.2 原子化温度的确定
固定灰化温度和灰化时间，改变原子化温度（温度范围1 800～2 000 ℃），观察吸光度的变化情况。由图2可知，随着原子化温度的升高，吸光度不断升高，当温度升到1 850 ℃时，吸光度达到最大，随后有所降低，即确定原子化温度为1850 ℃。
2.3 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0～3.00 μg/L之间线性良好，相关系数r=0.999 7，回归方程y=0.136 6x+0.007 9。
2.4 方法检出限、精密度
对浓度值约为0.05 μg/L和0.10 μg/L的标准溶液分别进行7次重复测定，根据方法检出限计算公式：MDL=t（n-1，0.99）×S，式中，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[4]。计算得出检出限为0.023 μg/L，结果见表1；对3个不同浓度样品分别进行6次平行测定，RSD为0.9%～1.3%。
2.5 标准样品的测定
对镉有证标准物质平行测定6次，相对误差分别为2.03%、0、1.08%。
2.6 加标回收率的测定
对地下水、地表水、污水3种实际样品进行加标回收试验，加标量分别为0.012 5、0.025、0.050 μg。结果表明，回收率为105%～109%。
2.7 干扰和消除
2.7.1 常见酸对镉测定的影响。选择实验室常用的盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸5种，测定其不同浓度对镉的影响。试验结果表明，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。
2.7.2 常见共存元素对镉测定的影响。主要选择水样中常见共存元素K、Na、Ca、Mg、Cu、Zn，测定其不同浓度对镉的影响。结果表明，试验设定浓度范围内K、Na、Ca、Mg、Cu、Zn对镉的测定基本无影响；1 000 mg/L Ca、100 mg/L Mg略有负干扰；100 mg/L Cu有正干扰。
2.7.3 清洁的地表水和地下水。使用氘灯或塞曼扣背景方法加基体改进剂可消解大部分基体干扰，如样品浓度高而背景吸收大于1时，可使用稀释法以降低样品的基体浓度。如以上方法仍不能去除基体干扰时，或测定加标回收率不满足80%～120%时，可用标准加入法[5-6]。
3 结论与讨论
采用微波消解—石墨炉原子吸收分光光度法测定地表水、地下水和污水中总镉的含量，该方法检出限低、精密度与准确度良好，可获得较满意结果。
参考文献
[1] 吴锡明，张翔，麻美芬，等.GFAAS标准加入校准法快速批量测定人尿中镉[J].中国卫生检验杂志，2014（1）：148-149.
[2] 张颖，仲立新.平台石墨炉直接测定全血中镉[J].中国卫生检验杂志，2010，20（8）：1910-1912.
[3] 李志娟，王金星.微波消解—石墨炉原子吸收法测定食品中铅、镉和铜[J].医学动物防制，2012，28（1）：107-109.
[4] 蔡继红，陆海，潘海燕.石墨炉原子吸收分光光度法测定粮食中的铅和镉[J].甘肃环境研究与监测，2000，13（3）：151-152.
[5] 生活饮用水标准检验方法 金属指标：GB/T 5750.6-2006[S].北京：中国环境科学出版社，2006.
[6] 环境监测分析方法标准制修订技术导则：HJ 168-2010[S].北京：中国环境科学出版社，2010.
论文作者:王晓惠
论文发表刊物:《健康世界》2016年第25期
论文发表时间:2017/1/6
标签：原子论文; 温度论文; 石墨论文; 光度论文; 样品论文; 浓度论文; 标准论文; 《健康世界》2016年第25期论文;