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硝酸鋁對(duì)石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定飲用水中鈹?shù)母倪M(jìn)
鈹及其化合物是劇毒的，我國(guó)建設(shè)部制定的《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T 206—2005）以及我國(guó)衛(wèi)生部制定的《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》中規(guī)定生活飲用水中鈹?shù)南拗禐?.002 mg/L。目前測(cè)定生活飲用水中鈹?shù)某Ｓ梅椒ㄓ袖X試劑分光光度法、桑色素?zé)晒夥笆珷t原子吸收法，分光法測(cè)定鈹干擾多，靈敏讀低，并且需要富集，耗時(shí)、成本高，污染環(huán)境。石墨爐原子吸收法簡(jiǎn)便、快捷，但是存在嚴(yán)重的基體干擾，靈敏度也不夠理想。本文通過(guò)向水樣中加入適量的硝酸鋁做基體改進(jìn)劑，克服石墨爐原子吸收法中的基體干擾，增加測(cè)量的靈敏度。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1儀器與試劑
PerkinElmer AA-600型原子吸收分光光度計(jì)；PerkinElmer AS-800自動(dòng)進(jìn)樣器；橫向加熱熱解涂層石墨管；鈹空心陰極燈；氬氣。
鈹標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液[r（Be）=10 mg/L]：稱取1.968 g硫酸鈹（BeSO4·4h2O）于1000 mL容量瓶中，加鹽酸（1+19）50 mL溶解后，加純水稀釋至刻度。儲(chǔ)存于玻璃瓶中，在冰箱中保存。
鈹標(biāo)準(zhǔn)使用溶液[r（Be）=10 mg/L]：用鈹標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液逐級(jí)稀釋至刻度，用時(shí)現(xiàn)配。
硝酸鋁溶液[r=39g/L]：稱取Al（NO3）3·9H2O 3.9 g于100 mL容量瓶，用純水定容至刻度，搖勻。
1.2儀器條件
波長(zhǎng)234.9 nm；狹縫寬度0.7 nm；燈電流20 mA；測(cè)量方式：峰面積。
表1 石墨爐操作條件
| 步驟 | 溫度/℃ | 斜坡時(shí)間/s | 保持時(shí)間/s | 內(nèi)氣流（mL/min） | 讀數(shù)時(shí)間/s |
| 1 | 110 | 5 | 25 | 250 | 0 |
| 2 | 130 | 5 | 45 | 250 | 0 |
| 3 | 1600 | 8 | 15 | 250 | 0 |
| 4 | 2400 | 0 | 3 | 0 | 3 |
| 5 | 2500 | 1 | 3 | 250 | 0 |
1.3標(biāo)準(zhǔn)曲線制備
移取0.00、0.50、1.00、1.50、2.00 mL鈹標(biāo)準(zhǔn)使用溶液分別加入5個(gè)100 mL容量瓶中，再分別加入硝酸鋁溶液0.5 mL及濃硝酸0.2 mL，用純水定容至刻度，搖勻，按上述儀器條件進(jìn)樣40mL進(jìn)行測(cè)定。
1.4 樣品測(cè)定
向100 mL容量瓶中加入硝酸鋁溶液0.5 mL及濃硝酸0.2 mL，用待測(cè)水樣定容至刻度，搖勻，按上述儀器條件進(jìn)樣40 mL進(jìn)行測(cè)定。
2結(jié)果與討論：
2.1基體改進(jìn)劑硝酸鋁濃度的選擇
測(cè)定鈹1.00 mg/L的標(biāo)樣，使用不同Al（NO3）3·9H2O·9H2O的量做基體改進(jìn)劑。由表2可見(jiàn)，當(dāng)Al（NO3）3·9H2O的量超過(guò)164 mg/L時(shí)，得到的吸光度達(dá)到平穩(wěn)。本文選擇195 mg/L Al（NO3）3·9H2O作為基體改進(jìn)劑。
表2 不同Al（NO3）3·9H2O的量對(duì)吸光度的影響
| 加入量（mg/L） | 吸光度 | 加入量（mg/L） | 吸光度 |
| 41 | 0.0781 | 205 | 0.1051 |
| 82 | 0.0850 | 246 | 0.1053 |
| 123 | 0.0997 | 287 | 0.1052 |
| 164 | 0.1050 | 410 | 0.1054 |
2.2灰化溫度的選擇
2.2.1純鈹標(biāo)的灰化溫度的選擇
以2400℃為原子化溫度，進(jìn)樣40 mL，測(cè)定1.00 mg/L標(biāo)樣。由表3可見(jiàn)，灰化溫度達(dá)到1100℃時(shí)，吸光度開始下降。故選擇1100℃為灰化溫度。
表 3 純鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液中灰化溫度對(duì)吸光度的影響
| 灰化溫度/℃ | 吸光度 | 灰化溫度/℃ | 吸光度 |
| 800 | 0.0606 | 1200 | 0.0604 |
| 900 | 0.0635 | 1300 | 0.0409 |
| 1000 | 0.0640 | 1400 | 0.0185 |
| 1100 | 0.0653 | | |
2.2.2加入硝酸鋁后鈹標(biāo)的灰化溫度選擇
以2400℃為原子化溫度，進(jìn)樣40 mL，測(cè)定1.00 mg/L標(biāo)樣。由表4可見(jiàn)，灰化溫度達(dá)到1600℃時(shí)，吸光度開始下降。故選擇1600℃為灰化溫度。
表4 加入硝酸鋁后灰化溫度對(duì)吸光度的影響
| 灰化溫度/℃ | 吸光度 | 灰化溫度/℃ | 吸光度 |
| 1100 | 0.0974 | 1600 | 0.1033 |
| 1200 | 0.0945 | 1700 | 0.0952 |
| 1300 | 0.0992 | 1800 | 0.0807 |
| 1400 | 0.1019 | 1900 | 0.0530 |
| 1500 | 0.1013 | | |
從以上結(jié)果可以看出，加入硝酸鋁后允許灰化溫度提高了500℃。1.00 mg/L鈹標(biāo)準(zhǔn)加入硝酸鋁比不加入硝酸鋁的吸光度提高了60℅。
2.3原子化溫度的選擇
以1600℃為灰化溫度，進(jìn)樣40 mL，測(cè)定1.00 mg/L鈹?shù)臉?biāo)樣。由表5可見(jiàn)，原子化溫度達(dá)到2400℃時(shí)，吸光度達(dá)到平穩(wěn)，故本文選擇2400℃為原子化溫度。
表5 原子化溫度對(duì)吸光度的影響
| 原子化溫度/℃ | 吸光度 | 灰化溫度/℃ | 吸光度 |
| 1900 | 0.0006 | 2300 | 0.1032 |
| 2000 | 0.0577 | 2400 | 0.1073 |
| 2100 | 0.0892 | 2500 | 0.1075 |
| 2200 | 0.0950 | | |
2.4共存元素的干擾
針對(duì)水中基體成分，考察共存元素對(duì)鈹測(cè)定的干擾，以相對(duì)誤差不超過(guò)8℅視為無(wú)干擾，向0.20 mg/L鈹標(biāo)樣中分別加入Na 200 mg/L、Ca 150 mg/L、Mg 100 mg/L、Mn 1 mg/L、Zn 10 mg/L、Cu 10 mg/L、Fe 10 mg/L、K 10 mg/L、Cl- 250 mg/L、F- 10 mg/L、SO42- 250 mg/L、HPO42- 250 mg/L，均無(wú)干擾。
2.5檢出限和測(cè)定限
按上述儀器條件進(jìn)樣40μL測(cè)定0.2、0.4、0.6、0.8 mg/L鈹標(biāo)準(zhǔn)系列，得出標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率K=0.11715。對(duì)空白溶液進(jìn)行11次測(cè)定得出空白溶液的標(biāo)準(zhǔn)偏差SD=0.0002。計(jì)算方法的檢出限為：3SD/K=3×0.0002/0.11715=0.005 mg/L。
測(cè)定限為：10×檢出限=10×0.005=0.05 mg/L。
2.6.精密度和準(zhǔn)確度
對(duì)4種水樣進(jìn)行加標(biāo)回收率和精密度測(cè)定。由表6可見(jiàn)，回收率為95%~104℅，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5℅，符合痕量分析要求。
表6 加標(biāo)回收率和精密度
| 水樣 | r/（µg·L-1） | 回收率/% | 測(cè)定次數(shù) | 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 偏差/% | |
| 本底值 | 加標(biāo)量 | ||||
| 地表水 | <0.05 | 0.20 | 104.0 | 7 | 5.0 |
| 出廠水 | <0.05 | 0.20 | 98.6 | 7 | 1.5 |
| 地下水 | <0.05 | 0.20 | 95.6 | 7 | 1.6 |
| 管網(wǎng)水 | <0.05 | 0.20 | 102.4 | 7 | 2.0 |
2.7 改進(jìn)機(jī)理初探[1]
加入硝酸鋁不但可以排除干擾而且可以提高吸光度，原因推測(cè)如下：
① 鈹與改進(jìn)劑中的鋁形成熱穩(wěn)定的鈹鋁合金，使允許灰化溫度提高了500℃，所以基體在灰化時(shí)大部分已經(jīng)灰化掉了，故加入硝酸鋁能起到排除干擾的效果。
② 根據(jù)L’-vov的觀點(diǎn)，當(dāng)有大量硝酸鋁存在時(shí)，在石墨爐原子化時(shí)有可能發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)：
BeO（g）+AL（g）=Be（g）+ALO（g）
又根據(jù)AL-O的鍵能大于Be—O的鍵能，所以當(dāng)大量鋁存在時(shí)就有助于原子化時(shí)提高原子化效率，增加鈹?shù)奈舛取?/span>
3 結(jié)語(yǔ)
用石墨爐原子吸收分光光度法直接測(cè)定飲用水及水源水中鈹時(shí)，采用硝酸鋁作為基體改進(jìn)劑，即能排除干擾，又能提高靈敏度，而且相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差<5℅，改進(jìn)效果優(yōu)良。
4參考文獻(xiàn)
[1] 李述信.原子吸收光譜分析中的干擾及消除方法[M].1版.北京：北京大學(xué)出版社，1987.
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