原子吸收石墨炉法测定饮用水中铍

摘要：采用原子吸收石墨炉法测定饮用水中微量铍的试验结果表明，将石墨管用氯氧化锆进行适当的处理，同时以硝酸镁作为基体改进剂并控制合适的仪器操作条件及升温程序，即可提高原子吸收石墨炉法测铍的灵敏度，达到供水行业测定指标的要求。
关键词：原子吸收石墨炉法 生活饮用水 铍测定


　　中图分类号：TU991.21
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)05-0087-02　　铍是一种比较稀有的元素，主要存在于绿柱石矿(硅酸铝铍)中。铍被列入供水行业2000年科技进步规划中的水分析项目。
　　铍及其化合物均剧毒，进入人体后几乎全部被吸收，浓度高时会致死。同时铍也被美国EPA列为重要致癌物之一，属于美国优先控制污染物。
　　我国规定饮用水中铍浓度不得大于0.2μg/L。目前国内只有少数几个一类水司能做此项目，但通常采用ICP光谱法测铍(如上海水司、深圳水司)，另外还可以用桑色素荧光分光光度 法或铝试剂紫外分光光度法测定。用萃取—荧光分光光度法虽灵敏度较高(取样1L，最低检测限是0.1μg/L)但操作繁琐，紫外分光光度法则灵敏度不够(取样50mL,最低检测限是10μg/L)。现采用原子吸收石墨炉法测定饮用水中的微量铍。
1 试验部分
1.1 仪器和试剂
　　原子吸收分光光度计(日立Z-5000)；铍空心阴极灯；高温石墨管。
　　纯氩气；铍标准溶液(国家标物中心)；硝酸(GR)；硝酸镁(GR)；氯氧化锆(AR)；超纯水(用纯水机现制)。
1.2 试验步骤
　　① 配制质量浓度为0.40μg/L的铍标准溶液(用1%的硝酸稀释)，并以此为母液由自动进样器分别稀释成0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40μg/L的系列标准溶液，依次注入石墨炉测定。
　　根据试验需要配制其他浓度的铍标准溶液。
　　② 将5.8gZrOCl2·8H20溶解于100mL纯水中制成氯氧化锆溶液。将石墨管放入该溶液过夜，然后取出在120℃下干燥2～4h，再装入石墨炉中并于120℃加热60s、400℃加 热30s、在2200℃加热90s、2800℃加热10s，即得用氯氧化锆处理后的石墨管。
　　③ 配制基体改进剂Mg(NO3)2溶液：将0.2g硝酸镁溶于100mL的1%硝酸中。
　　④ 控制不同的试验条件，依次测定0、0.05、0.10、0.20、0.30、0.40μg/L的铍系列标准溶液的吸光度。
　　⑤ 如果在一定条件下工作曲线线性良好，则测定试验的准确度、精密度及回收率。
　　⑥ 对水中正常含量的离子做干扰试验。
2　结果和讨论
2.1 最佳试验条件
　　手工进样，以0.40 μg/L的铍标准溶液为试样确定了最佳试验条件。最佳仪器条件及升温程序分别见表1、2。
表1 最佳仪器条件

背景校正方式	检测波长(nm)	灯电流(mA)	狭缝宽度(nm)	进样量( μL)	计算方法
塞曼背景校正	234.9	14	1.3	20	峰面积法

表2 升温程序

项 目	干燥阶段	灰化阶段	原子化阶段	清洗阶段
温控范围(℃)	80～200	500～600	2 400	2 600
斜坡时间(s)	40	10	0	0
保持时间(s)	0	20	5	4
氩气流量(mL/s)	200	200	10	200

2.2 石墨管的处理
　　经反复试验发现，如果使用没有用氯氧化锆处理过的石墨管，即使用硝酸镁溶液作基体改进剂对水体中的铍元素进行测定,最低检测限也只是0.25μg/L，不能达到供水行业检测限应低于0.2μg/L的要求，但使用经氯氧化锆处理过的石墨管用硝酸镁作基体改进剂测定时,检测灵敏度可以大大提高,并且在0～0.4μg/L的浓度范围内可以得到线性相关性较好的标准曲线(见图1)。
　　由图1所得的线性方程为A=0.1100×CBe-0.00428，线性相关系数为R=0.9991。

　　由于供水行业中测铍元素的指标值很低(0.2μg/L),而原子吸收石墨炉法通常进样量是20～40μL左右,所以极微量的铍在原子化阶段由于形成了碳化物或被石墨管壁吸附而降低了测定灵敏度，通过使用氯氧化锆处理后的石墨管可在管壁形成碳化锆保护层,从而减少了铍与石墨管壁的作用,提高了测定灵敏度,使检测限低于0.1μg/L,完全符合供水行业对该项目的测定要求。
2.3 精密度
　　配制0.10μg/L、0.40μg/L的铍标准样品，按以上方法测定，每天测一次各测2个平行样，10天后得到铍的精密度测试结果(见表3)。
表3 精密度测定结果

标准浓度(μg/L)	测定值(μg/L)	SD(μg/L)	RSD(%)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	平均值
0.10	0.090	0.085	0.091	0.105	0.110	0.102	0.096	0.108	0.104	0.096	0.099	0.0084	8.48
0.40	0.385	0.394	0.399	0.395	0.410	0.408	0.412	0.400	0.415	0.397	0.402	0.0095	2.36

　　由表3可知该测试方法的精密度较高。
2.4 准确度及回收率
　　分别在赤山埠水厂的源水和出厂水(均未检出铍)中加入铍标准溶液进行加标回收试验,结果见表4。
表4 加标回收试验结果

加入量(μg/L)	测定值(μg/L)	SD(μg/L)	RSD(%)	回收率(%)
取水点	1	2	3	4	5	6	平均值
0.10	源水	0.110	0.092	0.095	0.096	0.087	0.102	0.097	0.0080	8.30	97.0
出厂水	0.092	0.094	0.089	0.091	0.094	0.105	0.094	0.0056	5.98	94.2
0.40	源水	0.382	0.390	0.402	0.392	0.387	0.394	0.391	0.0068	1.73	97.8
出厂水	0.396	0.401	0.410	0.412	0.407	0.412	0.406	0.0065	1.61	101.6

　　由表4可见，加标回收率为94.2%～101.6%。
2.5 共存离子干扰试验
　　加入基体改进剂后,饮用水、水源水中正常含量的离子对铍测定均不产生干扰。
3 　结论
　　只要对石墨管用氯氧化锆进行适当的处理,同时以硝酸镁作为基体改进剂并控制合适的仪器操作条件及升温程序，即可以提高原子吸收石墨炉法测定铍的灵敏度，达到供水行业测定指标的要求，建议在供水行业中推广该测定方法。

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