石墨炉原子吸收光谱法测定环境水样中的痕量镉李英杰;别红彦【摘要】提出了一种石墨炉原子吸收光谱法测定环境水样中痕量镉的新方法．详细研究了石墨炉的灰化、原子化温度及时间，对环境水样中常见共存离子的影响进行了考察．在最优的试验条件下，新方法的检出限为0．13ng／mL，相对标准偏差为3．1％（c=2．0ng／mL，n=7），方法的线性范围为0-10ng／mL．新方法应用于环境水样中镉的测定，样品加标回收率为94．9％～107．5％．同时，为了验证方法的准确性，将所提出的新方法应用于标准参考物GBW08608中镉的分析，测定结果与标准参考值吻合良好．%A new method for the determination of cadmium （Cd） in water samples tested by graphite furnace atomic absorption spectrometry （GFAAS） was developed. Ashing temperature and time, atomization temperature and time, the effect of potential interference of coexisting ions on the determination of Cd were investigated in detail. Under the optimized conditions, the limit of detection （LOD） for Cd was 0. 13 ng/mL, the pre- cision relative standard deviation （RSD） for seven replicate measurements of 2.0ng/mL Cd was 3.1% , and the calibration curve was obtained with a series of Cd standard solutions ranged in 0 - 10 ng/mL. The developed method was applied to the determination of Cd in water samples and the recoveries for the spiked samples were in the range of 94.9% - 107.5%. For validation, the developed method was also applied to the determination of Cd in a certified reference material of GBW08608 and the determined value was in good agreement with the certified one.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(030)005【总页数】4页(P613-616)【关键词】镉;石墨炉原子吸收光谱;环境水样【作者】李英杰;别红彦【作者单位】河南理工大学物理化学,河南焦作454000;河南理工大学物理化学,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】O657.310 引言近年来，镉作为一种工业原料，广泛应用于电镀、颜料、塑料稳定剂、合金、电池、橡胶等行业[1]，因此，它不可避免的进入环境中，进而危害人类及其它生物的安全．研究表明，镉可在人体的肝、肾等组织中蓄积，造成脏器组织损伤，尤以对肝脏损害最为明显．同时，还会导致骨质疏松，诱发癌症[2]．因此，建立快速、灵敏的镉分析方法对正确阐述镉化合物的生物化学行为和评价其环境危害是十分有必要的．目前，测定镉的分析手段主要有：原子吸收光谱法(AAS)[3-5]、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)[6-9]以及电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES)[10-12]等．尽管ICP-MS及ICP-OES是目前公认的测定痕量元素非常有效的两种分析手段，但由于仪器成本高及运行费用昂贵限制了它们的广泛应用．相比于火焰原子吸收光谱法(FAAS)，石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)具有更大的优势，其原子化效率可达100%，因此灵敏度可大大提高(相比FAAS，增加10～200倍)．并且，样品中的复杂基体可在灰化阶段除去．因此，GFAAS已成为无机痕量元素的经济、快捷、特效的分析手段之一．本文研究了石墨炉原子吸收光谱法测定镉的最佳条件，对影响测定的各种因素进行了详尽的考察，并用于环境标准参考物质(GBW08608)和实际水样中痕量镉的分析，结果满意．1 试验部分1.1 仪器与试剂TAS-990原子吸收分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司),带氘灯背景校正器．横向加热石墨管(北京普析通用仪器有限责任公司)．镉空心阴极灯(北京曙光明电子光源仪器有限公司)．操作参数见表1．表1 GFAAS的操作参数Tab.1 Operation conditions for GFAAS分光光度计参数波长/nm灯电流/mA狭缝宽度/nm背景扣除方式进样体积/μL石墨炉参数步骤温度/℃斜坡升温时间/s保持时间/s载气流量/(mL·min-1)228.82.00.4气灯背景10干燥1001010450灰化5001020450原子化1800040净化2000114501.0 mg/mL镉标准储备液购自国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院(北京)．标准溶液系列均由1.0 mg/mL的储备液逐级稀释而成．0.45 μm微孔滤膜购自上海兴亚净化材料厂．所用试剂均为优级纯或分析纯，水为二次去离子水，所用容器使用前均用体积分数为10%的硝酸浸泡至少24 h．1.2 分析步骤以0.5 mol/L的硝酸稀释1.0 mg/mL的镉标准储备液至所需浓度．用可调式移液器吸取10 μL标准溶液或处理好的样品溶液于石墨管中，采用石墨炉原子吸收光谱法测定，以峰高记录信号强度，根据工作曲线计算样品中待测元素的含量．1.3 样品处理湖水(pH值为8.71，焦作，馨月湖)和自来水(pH值为6.95，实验室)被用来分析．湖水样品收集后，立即过0.45 μm滤膜以除去水中悬浮物；自来水流出5min后收集样品，然后依照上述步骤进行分析．2 结果与讨论2.1 灰化温度和时间的选择固定干燥温度为100 ℃,考察了灰化温度在300～800 ℃变化时对待测元素Cd吸光度(A)的影响．试验结果(图1)显示，当灰化温度在300～500 ℃变化时，待测元素的信号没有变化，当灰化温度高于500 ℃时，吸光度值有明显降低，基于上述试验结果，本文选择灰化温度为500 ℃．同时，考察了灰化时间的影响(10～40 s)，结果表明，灰化时间过长(大于20 s),将导致待测元素信号强度的损失，为此，选择20 s作为灰化时间．2.2 原子化温度和时间的选择固定灰化温度500 ℃及灰化时间20 s，考察了原子化温度在1 200～2 000 ℃变化时对Cd分析信号的影响，实验结果见图2．若原子化温度小于1 700 ℃，由于Cd原子化不完全，原子化阶段观察到一宽峰，且信号强度较低；原子化温度在1 700～1 900 ℃变化时，分析信号达到最大且保持不变；原子化温度高于1 900 ℃，吸光度又有所下降，且温度越高，石墨炉寿命越短．同时，考察了原子化时间(1～8 s)对吸光度的影响．最终，本文选择原子化温度1 800 ℃和原子化时间4 s作为分析条件．2.3 干扰试验在选定的试验条件下，固定待测物的质量浓度为2.0 ng/mL，考察了不同质量浓度的共存离子存在时对待测物信号的影响．以使待测元素的测定误差小于±10%时的共存离子质量浓度为最大允许量．本方法中共存离子的最大允许量(μg/mL)分别为：Na+(30)；K+(30)；Mg2+(20)；Ca2+(60)；Cu2+(20)；Pb2+(10)；Al3+(5)；Zn2+(3)；Fe3+(3)．该结果可以确保本体系用于环境水样中痕量镉的无干扰测定．2.4 方法的检出限及精密度最优试验条件下，按照IUPAC定义(3σ)计算，本法测定Cd(II)的检出限为0.13 ng/mL，相对标准偏差(RSD)为3.1%(c=2.0 ng/mL,n=7)．工作曲线线性范围为0～10 ng/mL，线性方程为A=0.034 9 C+0.050 9，其中，A为吸光度，C为质量浓度(ng/mL)，工作曲线相关系数(R2)为0.994．2.5 方法应用为了评价方法的准确性，将本法应用于环境水样标准物质(GBW08608)中的镉元素分析．测得的镉质量浓度为(11.7±0.3)ng/mL，与标准参考值(12.4±0.5)ng/mL 吻合良好．最后，为了确认本方法的实用性，将本法应用于湖水和自来水中痕量镉的测定．分析结果见表2．可见，样品加标回收率在为94.9%～107.5%，结果满意．3 结语石墨炉原子吸收光谱法是一种简单、快捷、有效的痕量金属元素分析方法．本文提出了石墨炉原子吸收光谱法测定痕量镉的新方法．在最优的试验条件下，新方法的检出限可达0.13 ng/mL，该方法成功应用于环境水样中镉的测定．新方法还可用于其它样品中痕量镉的测定，经济、高效、实用，值得推广应用．表2 样品分析结果Tab.2 Analytical results of water samples (mean±SD, n =3)样品加标量/ (ng·mL-1)测定值/(ng·mL-1)回收率/%自来水0未测出1.00.9898.02.02.15107.5湖水01.351.02.2394.92.03.46103.3参考文献：[1] 卓琳,龙良俊.改性沸石分离富集-火焰原子吸收光谱法测定长江水中镉[J].环境监测管理与技术,2010，22(2):58-60.[2] 卞建春,郭恒杰,王捍东,等.微波消解技术在测定动物骨骼镉含量中的应用[J].中国兽医杂志，2003,39(6):9-11.[3] EZODDIN M, SHEMIRANI F, ABDI K, et al. 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