塞曼石墨炉原子吸收法测定环境水样中的痕量铅

文章编号:1002-1124(2003)05-0028-02　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

塞曼石墨炉原子吸收法测定环境水样中的痕量铅

刘亚玲,郭宝珠,张春燕

(大庆石化公司质量安全环保处,黑龙江大庆163714)

　　摘　要:采用塞曼效应石墨炉原子吸收法测定环境水样中的痕量铅,研究了石墨炉升温程序及基体改进剂对测定的影响。测定结果表明,采用塞曼扣背景、以镁和磷酸二氢铵为基体改进剂测定环境水样中的痕量铅的方法,大大提高了测量的精密度和准确度,方法的检出限为213×10-10g ,相对标准偏差为

419%。

关键词:石墨炉原子吸收法;塞曼效应;铅中图分类号:O657131　　文献标识码:A

Determination of trace lead in environmental w ater samples by Z eem an effect of

graphite furnace atomic absorption spectrophotometry LI U Y a -ling ,G UO Bao -zhu ,ZH ANG Chun -yan

(QHSE M anagement Department of Daqing Petrochemical C om pany ,Daqing 163714,China )

　　Abstract :Z eeman effect of graphite furnace atomic abs orption spectrophotometry was adopted to determine trace

lead in environmental water samples ,als o the temperature raising procedure of graphite furnace and the effect of matrix m odifier on the determination were studied.It showed that application of Z eeman effect to deduct background and the use of magnesium nitrate and amm onium biphosphate as matrix m odifiers greatly improved the precision and accuracy of the determination.The detection limit of the method was 213×10-10g ,and the relative standard deviation was 4.9%.

K ey w ords :graphite furnace atomic abs orption spectrophotometry (G FAAS );Z eeman effect ;Lead

收稿日期:2003-09-06

作者简介:刘亚玲(1970-),女,化验分析工程师,1992年毕业于黑

龙江大学环境化学专业,现在大庆石化公司质量安全环保处从事环境监测工作。

　　环境水样中痕量铅的测定是环境监测中的重要

指标之一,现行国家环境标准监测方法[1]中规定水质铅的测定有双硫腙分光光度法和火焰原子吸收分

光光度法,检出浓度最低能达到10μg/L ,仍不能满

足环境水样中痕量铅的测定要求。本文建立了应用铅无极放电灯,以镁和磷酸二氢铵为基体改进剂的塞曼石墨炉原子吸收法,对测定的最佳条件进行了优化实验,得到了较低的检出限,对环境水样中痕量铅的测定获得了满意的结果。

1　实验部分

111　仪器及工作条件

PE -AA800原子吸收分光光度计;THG A 石墨炉;PE 铅无极放电灯;平台石墨管;自动进样器(有自动在

线稀释功能);AA W inlab 控制软件。

仪器参数:测定波长28313nm;灯电流440m A ;光谱通带017Lnm;进样量20μL ;Ar 气流量250m L/m in 。

石墨炉工作程序:预干燥110℃(30s );干燥130℃(30s );灰化850℃(30s );原子化1600℃(5s );净化2450℃(3s )。

112　试剂

铅标准溶液储备液(1000mg/L );铅标准溶液(临用时用012%逐级稀释配制成所需的标准溶液使用液),所用试剂均为优级纯,使用二次去离子水。

113　实验方法

11311　环境水样预处理　按火焰原子吸收分光光

度法中的样品处理方法,对样品进行消化处理。11312　标准曲线绘制及样品测定　根据水样大致浓度范围,配制接近样品浓度的标准溶液使用液,利用自动进样器在线稀释功能自动配制标准系列,在仪器工作条件下在线分析,并通过AA Winlab 软件直接得到标准曲线。然后吸取样品溶液,进行测定。

2　塞曼石墨炉原子吸收法

211　石墨炉测定条件的选择

Sum 98N o 15　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　化学工程师

Chemical 　Engineer 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2003年10月

21112　干燥温度及时间的选择[2]　因被测样品中含大量的水分,故分二步进行干燥。先采用略高于水沸点的温度110℃作为干燥温度,依据加样量20μL,干燥时间选为30s,以避免暴沸和冒泡。第二步干燥为130℃,干燥时间选为30s,保证样品能充分干燥。

21113　灰化时间　采用[Pb]=5μg/L,按常规方法绘制铅的灰化曲线。当灰化温度在750～850℃之间时均未见铅元素的挥发损失,灰化作用是蒸发共存有机物和低沸点无机物以便减少原子化阶段共存物和背景吸收的干扰,因此,灰化温度应尽可能高,以降低背景吸收,故选择灰化温度为850℃。然后选择灰化时间,分别用20、30、40、50s进行试验,结果表明,灰化时间过长,灵敏度都有所降低,因此,选择30s为铅的最佳灰化时间。

21114　原子化曲线和原子化时间[3]　铅是一种低熔点元素,若原子化温度过高,则会加速原子化速度,缩短了原子蒸气在石墨管中的停留时间,而仪器测量系统往往跟不上信号的急剧变化而导致测定精度的下降,以及影响校正曲线的线性。另外,原子化时间内,吸收信号应能回到基线,如果原子化时间太短,没有完全蒸发的待测元素会残存于石墨管中而产生记忆效应。采用[Pb]=5μg/L,按常规方法绘制铅的原子化曲线(图略)。铅在1500℃以下,随温度的升高吸光度值增大,在1600℃以上,吸光度值出现平台,故在1600～2000℃都可以用于铅的测定。考虑将铅完全原子化,并得到较高的测量精度和延长石墨管的使用寿命,将原子化温度确定为1600℃。然后选择原子化时间,分别用3、4、5、6、7s 进行试验,结果表明,原子化时间稍长或稍短时,灵敏度都有所降低,因此,选择5s为铅的最佳原子化时间。

212　背景校正

石墨炉原子吸收法的基体效应比火焰法要严重得多,这主要是由于在水样中存在NaCl、CaCl2等碱金属、碱土金属卤化物。其影响主要产生在紫外区,有机污染物等对痕量待测金属测定也产生基体干扰。PE-AA800型原子分光光度计带有纵向交变塞曼效应背景校正,它与样品测定使用同一光源,光轴重叠,光斑大小相同,没有偏振镜,光强比横向塞曼效应和氘灯提高50%,因此,它具有很强的校正背景吸收的能力,可校正背景吸收值在115～210。213　基体效应[4]

石墨管内部空间小,因而测定灵敏度高,但同时共存的基体物质在空间的密度大大增加,这就增加了它与被测元素之间的相互作用机会,产生的气相干扰要比火焰法严重得多。为了消除基体干扰,可在石墨炉或试液中加入一种化学物质,通过化学反应使基体的温度特性发生变化,避免与待测元素的共挥发从而消除基体干扰。在测定条件下,利用自动进样器在[Pb]=5μg/L溶液中加入不同的基体改进剂(1%,5μL)进行测定,实验比较几种基体改进剂抗干扰的能力。按测定条件,固定基体改进剂为镁和磷酸二氢铵,改变它的浓度,固定进样量为5μL,考察它用量的影响。实验表明加入01050mg的磷酸二氢铵和0103mg的镁时,吸光度最大且稳定,故选择此浓度。

214　平台石墨管和无极放电灯

本方法采用横向一体化小质量平台石墨管,可以使石墨管内没有温度梯度,记忆效应小,并降低原子化温度,对铅元素的测定灵敏度和精密度都有明显改善。本方法还采用了光发射强度比空心阴极灯大几十至几百倍无极放电灯(E D L),也可以大大提高测定的灵敏度,有利于痕量铅的分析。

215　检出限和精密度

按实验方法,对空白溶液平行测定20次,得到铅的检出限为213×10-10g。对于[Pb]=5μg/L的溶液进行测定得出方法的相对标准偏差(RS D)为419%。

3　结论

应用塞曼石墨炉原子吸收法测定环境水样中痕量铅,以镁和磷酸二氢铵为基体改进剂,消除了干扰元素的影响,获得满意的结果。

参　考　文　献

[1]　国家环境保护总局编1水和废水监测分析方法[M].中国环境

科学出版社,第四版,2002,323-3381

[2]　马毅红1塞曼效应石墨炉原子吸收法测定饮用水中痕量铅

[J].惠州学院学报,2002,22(3):29-321

[3]　郁建桥,陈索兰,等1快速石墨炉原子吸收法测定地面水中痕

量铜和铅[J]1光谱学与光谱分析,2000,20(4):547-5491 [4]　魏复盛1水和废水监测分析方法指南[M]1中国环境科学出版

社,1997,27-611

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2003年第5期　　　　　　　　　　　刘亚玲等:塞曼石墨炉原子吸收法测定环境水样中的痕量铅