鎘東明

摘要 [目的]采用石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定不同類(lèi)型水樣中的總鎘含量。[方法]對(duì)樣品采用微波消解前處理，在灰化溫度1 000 ℃，原子化溫度1 850 ℃條件下測(cè)定。[結(jié)果]標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍為0～3.0 μg/L，r=0.999 7方法檢出限為0.023 μg/L；精密度為1.2%～7.5%；樣品加標(biāo)回收率為105%～109%。[結(jié)論]所建立的石墨爐原子吸收法能夠準(zhǔn)確測(cè)定地表水、地下水和污水中總鎘的含量，方法具有重復(fù)性好、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，可獲得滿意結(jié)果。

關(guān)鍵詞 微波消解；水樣；石墨爐—原子吸收分光光度法；總鎘

中圖分類(lèi)號(hào) O657.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2015）14-0205-02

鎘不是人體的必需元素，鎘進(jìn)入血液后迅速與金屬巰蛋白（metallothionein，MT）結(jié)合形成鎘金屬巰蛋白（MTCd）。鎘的毒性很大，可在人體內(nèi)蓄積，主要蓄積在腎臟，引起泌尿系統(tǒng)的功能變化。水中含鎘0.1 mg/L時(shí)，可輕度抑制地表水的自凈作用。用含鎘0.04 mg/L的水進(jìn)行農(nóng)溉時(shí)，土壤和稻米受到明顯污染；農(nóng)溉水中含鎘0.007 mg/L時(shí)，即可造成污染。日本的痛痛病即鎘污染所致，臨床表現(xiàn)為背和腿疼痛，腹脹和消化不良，嚴(yán)重患者發(fā)生多發(fā)性病理性骨折。鎘是我國(guó)實(shí)施排放總量控制的指標(biāo)之一，鎘的常見(jiàn)測(cè)定方法有分光光度法、火焰原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法/質(zhì)譜法等。目前，由于石墨爐原子吸收法具有選擇性好、靈敏度高、檢出限低、操作簡(jiǎn)便、成本相對(duì)較低等特點(diǎn)，在土壤、食品、生物、水質(zhì)等樣品中重金屬的檢測(cè)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)地表水、地下水和污水中的總鎘進(jìn)行了測(cè)定，并對(duì)相關(guān)試驗(yàn)條件進(jìn)行了探討和優(yōu)化，建立了水中總鎘的石墨爐—原子吸收分光光度法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 儀器。Zeenit700原子吸收分光光度計(jì)、自動(dòng)進(jìn)樣器、熱解涂層平臺(tái)石墨管、微波消解儀、電熱板。

1.1.2 試劑。1 000 mg/L鎘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心）；硝酸（優(yōu)級(jí)純，德國(guó)默克公司）；30%雙氧水。

1.2 工作條件及儀器參數(shù)

波長(zhǎng)228.2 nm，燈電流2.0 mA，光譜通帶0.4 nm，灰化溫度1 000 ℃保持10 s，原子化溫度1 850 ℃保持4 s，除殘溫度2 000 ℃。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用0.2%硝酸逐級(jí)稀釋?zhuān)渲瞥蓾舛葹?、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)曲線點(diǎn)，由儀器自動(dòng)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4 樣品前處理

總量樣品需要消解，步驟如下：取25 mL混合均勻水樣于微波消解罐中，再加入1.0 mL 30%過(guò)氧化氫，加入5.0 mL濃硝酸，如有大量氣泡產(chǎn)生，置于通風(fēng)櫥中靜置，待反應(yīng)平穩(wěn)后加蓋旋緊。放入微波消解儀中，消解儀升溫時(shí)間10 min，消解溫度180 ℃，保持時(shí)間15 min[1]。

程序運(yùn)行完畢后取出消解罐置于通風(fēng)櫥內(nèi)冷卻，待罐內(nèi)溫度與室溫平衡后，放氣，開(kāi)蓋，移出罐內(nèi)消解液，用試驗(yàn)用水蕩洗消解罐內(nèi)壁2次，收集所有溶液，轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中，加水至標(biāo)線，搖勻，待測(cè)。也可用電熱板在亞沸狀態(tài)下，加熱趕酸至1 mL，用0.2% HNO3定容至25 mL容量瓶中，搖勻，待測(cè)[2]。

可濾態(tài)：樣品通過(guò)0.45 μm濾膜過(guò)濾后直接進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 灰化溫度的確定

灰化的目的是蒸發(fā)去除共存的基體和局外組分，從而減輕基體干擾，降低背景吸收[3]。在試驗(yàn)中取同一濃度樣品保持原子化溫度不變，改變灰化溫度，觀察吸光度的變化情況。由圖1可知，灰化溫度在1 000 ℃時(shí)吸光度最大且穩(wěn)定，最后確定灰化溫度為1 000 ℃。

2.2 原子化溫度的確定

固定灰化溫度和灰化時(shí)間，改變?cè)踊瘻囟龋囟确秶? 800～2 000 ℃），觀察吸光度的變化情況。由圖2可知，隨著原子化溫度的升高，吸光度不斷升高，當(dāng)溫度升到1 850 ℃時(shí)，吸光度達(dá)到最大，隨后有所降低，即確定原子化溫度為1850 ℃。

2.3 工作曲線線性范圍

試驗(yàn)對(duì)工作曲線的線性范圍進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明工作曲線在0～3.00 μg/L之間線性良好，相關(guān)系數(shù)r=0.999 7，回歸方程y=0.136 6x+0.007 9。

2.4 方法檢出限、精密度

對(duì)濃度值約為0.05 μg/L和0.10 μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液分別進(jìn)行7次重復(fù)測(cè)定，根據(jù)方法檢出限計(jì)算公式：MDL=t（n-1，0.99）×S，式中，t（n-1，0.99）為自由度為n-1、置信度為99%時(shí)的t值，為3.143；S為7次重復(fù)測(cè)定值的標(biāo)準(zhǔn)偏差[4]。計(jì)算得出檢出限為0.023 μg/L，結(jié)果見(jiàn)表1；對(duì)3個(gè)不同濃度樣品分別進(jìn)行6次平行測(cè)定，RSD為0.9%～1.3%，結(jié)果見(jiàn)表2。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)定

對(duì)鎘有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)平行測(cè)定6次，相對(duì)誤差分別為2.03%、0、1.08%，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.6 加標(biāo)回收率的測(cè)定

對(duì)地下水、地表水、污水3種實(shí)際樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，加標(biāo)量分別為0.012 5、0.025、0.050 μg。結(jié)果表明，回收率為105%～109%，結(jié)果見(jiàn)表4。

2.7 干擾和消除

2.7.1 常見(jiàn)酸對(duì)鎘測(cè)定的影響。選擇實(shí)驗(yàn)室常用的鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸5種，測(cè)定其不同濃度對(duì)鎘的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，0.1%～5.0%的磷酸、硝酸對(duì)測(cè)定結(jié)果基本無(wú)影響；同濃度范圍的鹽酸、高氯酸基本略有正干擾；硫酸有負(fù)干擾。

2.7.2 常見(jiàn)共存元素對(duì)鎘測(cè)定的影響。主要選擇水樣中常見(jiàn)共存元素K、Na、Ca、Mg、Cu、Zn，測(cè)定其不同濃度對(duì)鎘的影響。結(jié)果表明，試驗(yàn)設(shè)定濃度范圍內(nèi)K、Na、Ca、Mg、Cu、Zn對(duì)鎘的測(cè)定基本無(wú)影響；1 000 mg/L Ca、100 mg/L Mg略有負(fù)干擾；100 mg/L Cu有正干擾。

2.7.3 清潔的地表水和地下水。使用氘燈或塞曼扣背景方法加基體改進(jìn)劑可消解大部分基體干擾，如樣品濃度高而背景吸收大于1時(shí)，可使用稀釋法以降低樣品的基體濃度。如以上方法仍不能去除基體干擾時(shí)，或測(cè)定加標(biāo)回收率不滿足80%～120%時(shí)，可用標(biāo)準(zhǔn)加入法[5-6]。

3 結(jié)論與討論

采用微波消解—石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定地表水、地下水和污水中總鎘的含量，該方法檢出限低、精密度與準(zhǔn)確度良好，可獲得較滿意結(jié)果。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 吳錫明，張翔，麻美芬，等.GFAAS標(biāo)準(zhǔn)加入校準(zhǔn)法快速批量測(cè)定人尿中鎘[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2014（1）：148-149.

[2] 張穎，仲立新.平臺(tái)石墨爐直接測(cè)定全血中鎘[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2010，20（8）：1910-1912.

[3] 李志娟，王金星.微波消解—石墨爐原子吸收法測(cè)定食品中鉛、鎘和銅[J].醫(yī)學(xué)動(dòng)物防制，2012，28（1）：107-109.

[4] 蔡繼紅，陸海，潘海燕.石墨爐原子吸收分光光度法測(cè)定糧食中的鉛和鎘[J].甘肅環(huán)境研究與監(jiān)測(cè)，2000，13（3）：151-152.

[5] 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 金屬指標(biāo)：GB/T 5750.6-2006[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2006.

[6] 環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則：HJ 168-2010[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2010.endprint