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摘 要：本课题利用原子吸收光谱法等现代的手段，通过各种实验条件的优化选择，建立了灵敏、准确的，能满足河水中存在的各种重金属测定的检测方法，实现对河水中重金属含量的测定。通过实验建立了测定河水中铜、镉的火焰原子吸收法。方法确定了测定铜、镉的最佳实验条件，测定狭缝宽度分别为0.7(H)nm/Cu;Cd；乙炔一空气比为2.0:17.0；观测高度为0-4mm。
关键词：火焰原子吸收法；漳卫河；铜；镉
1.前言
原子吸收火焰法的特点如下:(1)选择性强。在大多数情况下，共存元素不对原子吸收光谱产生干扰。(2)灵敏度高。原子吸收光潜分析是目前最灵敏的方法之一。火焰原子吸收法的相对灵敏度为纳克每毫升数量级到毫克每毫升数量级(ng/mL-mg/mL)。(3)分析范围广。目前应用
原子吸收法可测定元素己经超过70种。
2.实验部分
2.1仪器与试剂
AAnalyst700原子吸收分光光度计﹑乙炔气钢瓶﹑空心阴极灯:Cd、Cu灯﹑可调式恒温电热套﹑ADE-V型自控电热消解器
50mL、100mL﹑1000mL容量瓶、10mL比色管、125mL梨形分液漏斗及不同刻度的移液管若干
4一甲基－2一戊酮(MIBK)﹑二次蒸馏水﹑碘化钾﹑盐酸﹑硝酸、高氯酸﹑金属铜﹑金属镉
2.2试剂及标准溶液的配制
(1)1%(V/V)硝酸的配制:
取浓硝酸lO.OmL，加入1OOOmL容量瓶中定容，得到1%(V/V)稀硝酸溶液。
(2)2.0mo1/L盐酸溶液的配制:
取浓盐酸l05mL，用去离子水稀释至1OOOmL容量瓶中，得到2.0mol/L盐酸溶液。
(3)铜标准溶液的配制：
准确称取铜丝1.OOOg，用尽量少的(1+1)HN03溶解，然后用1%（V/V)HN03移入1000mL容量瓶中，并定容至刻度得到1.OOOmg/mL铜标准溶液。
(4)铜工作液的配制:
准确移取铜标准溶液2.5OmL于5OmL容量瓶中，用1%（V/V)HN03定容至刻度线，得到浓度为O.O5OOmg/mL的铜工作液。
(5)镉标准溶液的配制：
准确称取镉粉1.OOOg，用尽量少的(1+1)HCl溶解，然后用1%（V/V）HCl移入1000mL容量瓶中，并定容至刻度，得到1.OOOmg/mL镉标准溶液
(6)镉工作液的配制:
准确移取镉标准溶液1.OOmL于5OmL容量瓶中，用1%（V/V）HN03定容至刻度线，得到浓度为0.0200mg/mL的镉工作液。
（7）2.Omol/L碘化钾溶液的配制:
准确称取66.40g碘化钾固体，用去离子水溶解，并定容至10OOmL，得到2.Omo1/L碘化钾溶液。保存于棕色瓶中。
2.3最佳分析条件
仪器参数条件，实验中所用仪器参数见表1
2.4样品预处理
取样 在漳卫河上由南向北分别在五个采样点上采取五个样品装入事先用1%的硝酸洗涤过的聚乙烯桶中。
所取水样需当天处理，水样较清洁,取摇匀水样100mL,加入2mL浓硝酸,置于电热板上加热,微沸消解10min,冷却后用快速滤纸过滤,滤纸及悬浮物用1%的硝酸洗涤数次,洗涤水倒入水样中,然后用三次蒸馏水定容至原体积。同时做试剂空白。
对金属离子进行富集
取50mL水样置于125mL分液漏斗中,加入10mL碘化钾溶液,摇匀后入5mL盐酸溶液,摇匀，准确加入10mLMIBK溶液,萃取1～2min,静置分层后,弃去水层,用滤纸吸干分液漏斗颈内的残留水珠，有机相装入10mL容量瓶内定容，待测。
2.5工作曲线的测定
2.5.1Cd工作曲线的测定
在6个5OmL容量瓶中分别加入0.20mLCu, O.lOmLPb, 0.lOmLZn标准储备液，依次加入0, 0.10, 0.20, 0.40, 0.70, 1.OOmL浓度为20.Omg/L的Cd工作液，用1%稀HN03定容至刻度。得到浓度为0,0.040, 0.080, 0.160, 0.280, 0.400 mg/L的Cd标准系列。萃取后按仪器工作条件测定，测得的工作曲线，见图2。经线性回归计算得到线性方程A=1.4515C+0.088线性相关系数r=0.9963
2.5.2 Cu工作曲线的测定
在6个50mL容量瓶中分别加入0.05mLCd, 0.20mLPb,0.10mLZn标准储备液，依次加入0, 0.20, 0.40, 0.80, 1.40, 2.00mL浓度为50.0mg/L的Cu 工作液，用1%稀HNO3,定容至刻度。得到浓度为0、0.200, 0.400, 0.800, 1.400, 2.000 mg/L的Cu标准系列。萃取后按仪器工作条件测定，测得的工作曲线见图3。经线性回归计算得到线性方程为A=0.5646C+0.002线性相关系r=0.9982。
2.6检出限及精密度实验
检出限的大小可以表明方法的灵敏度和方法的使用范围，实验中测定了两种元素检出限，方法如下:连续测定8次空白溶液，由测定值计算浓度平均值和标准偏差(s)，将响应信号的3倍标准偏差所相应的待测物浓度确定为检出限。
如果其相对标准偏差小于5%，则认为该实验所得到测定结果，符合精密度要求，可靠性大。精密度、检出限测定结果见表2
由表2中的结果可知，在对于以上金属元素的测量中，有较高的精密度。
2.7样品测定
在选定仪器工作条件下，采用氖灯扣背景，用标准曲线法测样品溶液中Cu、Cd的浓度，经公式2-3计算得到样品中Cu,Cd,的含量。
式中:c:从校准曲线上查得试样溶液含被测元素的浓度，mg/L;
V:试样溶液体积，mL;
m:称取试样质量，g。
按样品预处理方法将河水样品处理后，在以上最佳分析测试条件下进行测定，测得试样吸光度，经计算得河水中各元素含量，得
(mg/L)
3.结果与讨论
3.1结果
根据国家地表水ⅴ类水质标准,铜!镉!铅!锌的类水水质标准分别为:铜[1.0mg/L],镉[0.01mg/L]，由上表可知,漳卫河水中铜含量最高为0.26mg/L镉含量最高为0.021mg/L超过国家ⅴ类水质标准,镉含量是国家类水质标准的1～2倍。
3.2乙炔一空气比的影响
空气一乙炔火焰是用途最广的一种火焰。最高温度约2300℃，能用以测定35种以上的元素。这种火焰在短波长范围内对紫外光吸收较强，易使信噪比变坏，因此应根据不同的分析要求，选择不同性质的火焰，而燃气和助燃气的比例直接影响火焰的性质。因此本实验考察了不同乙炔一空气比对测定二种元素的影响情况，结果见图4
关键词：火焰原子吸收法；漳卫河；铜；镉
1.前言
原子吸收火焰法的特点如下:(1)选择性强。在大多数情况下，共存元素不对原子吸收光谱产生干扰。(2)灵敏度高。原子吸收光潜分析是目前最灵敏的方法之一。火焰原子吸收法的相对灵敏度为纳克每毫升数量级到毫克每毫升数量级(ng/mL-mg/mL)。(3)分析范围广。目前应用
原子吸收法可测定元素己经超过70种。
2.实验部分
2.1仪器与试剂
AAnalyst700原子吸收分光光度计﹑乙炔气钢瓶﹑空心阴极灯:Cd、Cu灯﹑可调式恒温电热套﹑ADE-V型自控电热消解器
50mL、100mL﹑1000mL容量瓶、10mL比色管、125mL梨形分液漏斗及不同刻度的移液管若干
4一甲基－2一戊酮(MIBK)﹑二次蒸馏水﹑碘化钾﹑盐酸﹑硝酸、高氯酸﹑金属铜﹑金属镉
2.2试剂及标准溶液的配制
(1)1%(V/V)硝酸的配制:
取浓硝酸lO.OmL，加入1OOOmL容量瓶中定容，得到1%(V/V)稀硝酸溶液。
(2)2.0mo1/L盐酸溶液的配制:
取浓盐酸l05mL，用去离子水稀释至1OOOmL容量瓶中，得到2.0mol/L盐酸溶液。
(3)铜标准溶液的配制：
准确称取铜丝1.OOOg，用尽量少的(1+1)HN03溶解，然后用1%（V/V)HN03移入1000mL容量瓶中，并定容至刻度得到1.OOOmg/mL铜标准溶液。
(4)铜工作液的配制:
准确移取铜标准溶液2.5OmL于5OmL容量瓶中，用1%（V/V)HN03定容至刻度线，得到浓度为O.O5OOmg/mL的铜工作液。
(5)镉标准溶液的配制：
准确称取镉粉1.OOOg，用尽量少的(1+1)HCl溶解，然后用1%（V/V）HCl移入1000mL容量瓶中，并定容至刻度，得到1.OOOmg/mL镉标准溶液
(6)镉工作液的配制:
准确移取镉标准溶液1.OOmL于5OmL容量瓶中，用1%（V/V）HN03定容至刻度线，得到浓度为0.0200mg/mL的镉工作液。
（7）2.Omol/L碘化钾溶液的配制:
准确称取66.40g碘化钾固体，用去离子水溶解，并定容至10OOmL，得到2.Omo1/L碘化钾溶液。保存于棕色瓶中。
2.3最佳分析条件
仪器参数条件，实验中所用仪器参数见表1
2.4样品预处理
取样 在漳卫河上由南向北分别在五个采样点上采取五个样品装入事先用1%的硝酸洗涤过的聚乙烯桶中。
所取水样需当天处理，水样较清洁,取摇匀水样100mL,加入2mL浓硝酸,置于电热板上加热,微沸消解10min,冷却后用快速滤纸过滤,滤纸及悬浮物用1%的硝酸洗涤数次,洗涤水倒入水样中,然后用三次蒸馏水定容至原体积。同时做试剂空白。
对金属离子进行富集
取50mL水样置于125mL分液漏斗中,加入10mL碘化钾溶液,摇匀后入5mL盐酸溶液,摇匀，准确加入10mLMIBK溶液,萃取1～2min,静置分层后,弃去水层,用滤纸吸干分液漏斗颈内的残留水珠，有机相装入10mL容量瓶内定容，待测。
2.5工作曲线的测定
2.5.1Cd工作曲线的测定
在6个5OmL容量瓶中分别加入0.20mLCu, O.lOmLPb, 0.lOmLZn标准储备液，依次加入0, 0.10, 0.20, 0.40, 0.70, 1.OOmL浓度为20.Omg/L的Cd工作液，用1%稀HN03定容至刻度。得到浓度为0,0.040, 0.080, 0.160, 0.280, 0.400 mg/L的Cd标准系列。萃取后按仪器工作条件测定，测得的工作曲线，见图2。经线性回归计算得到线性方程A=1.4515C+0.088线性相关系数r=0.9963
2.5.2 Cu工作曲线的测定
在6个50mL容量瓶中分别加入0.05mLCd, 0.20mLPb,0.10mLZn标准储备液，依次加入0, 0.20, 0.40, 0.80, 1.40, 2.00mL浓度为50.0mg/L的Cu 工作液，用1%稀HNO3,定容至刻度。得到浓度为0、0.200, 0.400, 0.800, 1.400, 2.000 mg/L的Cu标准系列。萃取后按仪器工作条件测定，测得的工作曲线见图3。经线性回归计算得到线性方程为A=0.5646C+0.002线性相关系r=0.9982。
2.6检出限及精密度实验
检出限的大小可以表明方法的灵敏度和方法的使用范围，实验中测定了两种元素检出限，方法如下:连续测定8次空白溶液，由测定值计算浓度平均值和标准偏差(s)，将响应信号的3倍标准偏差所相应的待测物浓度确定为检出限。
如果其相对标准偏差小于5%，则认为该实验所得到测定结果，符合精密度要求，可靠性大。精密度、检出限测定结果见表2
由表2中的结果可知，在对于以上金属元素的测量中，有较高的精密度。
2.7样品测定
在选定仪器工作条件下，采用氖灯扣背景，用标准曲线法测样品溶液中Cu、Cd的浓度，经公式2-3计算得到样品中Cu,Cd,的含量。
式中:c:从校准曲线上查得试样溶液含被测元素的浓度，mg/L;
V:试样溶液体积，mL;
m:称取试样质量，g。
按样品预处理方法将河水样品处理后，在以上最佳分析测试条件下进行测定，测得试样吸光度，经计算得河水中各元素含量，得
(mg/L)
3.结果与讨论
3.1结果
根据国家地表水ⅴ类水质标准,铜!镉!铅!锌的类水水质标准分别为:铜[1.0mg/L],镉[0.01mg/L]，由上表可知,漳卫河水中铜含量最高为0.26mg/L镉含量最高为0.021mg/L超过国家ⅴ类水质标准,镉含量是国家类水质标准的1～2倍。
3.2乙炔一空气比的影响
空气一乙炔火焰是用途最广的一种火焰。最高温度约2300℃，能用以测定35种以上的元素。这种火焰在短波长范围内对紫外光吸收较强，易使信噪比变坏，因此应根据不同的分析要求，选择不同性质的火焰，而燃气和助燃气的比例直接影响火焰的性质。因此本实验考察了不同乙炔一空气比对测定二种元素的影响情况，结果见图4