衡水市滏阳河水中微量元素测定

王焕英

（衡水学院化工学院，河北 衡水053000）

河水中微量元素的含量是水体受污染程度以及水质的重要指标。为了保护环境，防止水污染，对水体进行经常性的水质检测具有重要的意义。滏阳河环绕衡水市区，不可避免受到周围环境的污染，所以对滏阳河水水体中微量元素进行检测有着重要的现实意义。

文献调研得知，目前微量元素的检测方法主要有原子发射法、荧光分析法、色谱法、化学发光分析法和质谱法等。储溱等采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）对湖泊水中7种微量和痕量元素P、Mn、Sr、Ca、Mg、Fe、Al进行同时测定，实验表明，该方法的优点是有较高的灵敏度、较宽的线性范围和较低的检出限，但该法的缺点是操作和设备费用较高，并且样品一般需预先转化为溶液，这样对一些元素的优势并不能够很明显地显现出来。薛鹏等用高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱法及电感耦合等离子体-质谱法检测水中砷及微量元素含量，该法原子化条件好，稳定性和灵敏度高，但是该法存在一定的缺陷即对非金属元素测定的灵敏度低。李岫霞等采用两种预浓集方法配合中子活化测量，研究了湖水中23种微量元素的含量及分布。该法测量微量元素成本低、快速、简便，但是该法的准确度较低。廖科结合微波消解和原子吸收分光光度法测定了水样中锰、铁的含量，该法优点是安全、准确、简便、快速、试剂消耗量少，但在测定过程中存在一些干扰因素，所以影响了准确度。伍莉娜采用固相萃取法（SPE）富集天然水中的微量元素，该法的优点是有很好的重现性，操作简易快捷，但是成本太高。

而火焰原子吸收法具有精密度高、抗干扰能力强、灵敏度高、仪器简单、选择性好、操作方便等特点，故本文采用火焰原子吸收法测定滏阳河衡水市段水中微量元素Fe、Cu、Ca和Pb等元素的含量，旨在为衡水居民科学利用河水提供参考。

1 实验部分

用火焰原子吸收法测定微量元素含量时实验用水的纯度对结果影响巨大，水不纯会影响实验测定结果。本实验使用去离子水，实验水样为衡水市前进街滏阳河水。

1.1 样品的前处理

常用的样品预处理方法有湿消化法、酸溶解法和高低温灰化法。而通常样品又必须经过预处理后才能进行原子吸收光谱测定。样品预处理即在测定各种元素之前，把样品进行处理，呈现溶液状，并使各种微量元素处于溶解状态。

本实验的处理方法是在水样中分别加少许硝酸后密封。若水样浑浊，进行过滤。

1.2 仪器与试剂

FA2004N分析天平，上海精密科学仪器有限公司；TAS990原子吸收光谱仪，北京普析通用仪器有限责任公司。实验用灯源见表1，实验用试剂见表2。

表1 实验用灯源

表2 实验用试剂

1.3 实验步骤

1.3.1 稀释剂及标准液的制备

（1）稀释剂的配制

铁、铜标准溶液稀释剂的配制：将硝酸稀释成0.5%的稀硝酸。钙标准溶液稀释剂的配制：称取一定量的氯化锶与硝酸配制成质量分数分别为0.1%和0.5%的混合溶液。

Pb稀释剂的配制：取1 mL浓硝酸配制成100 mL的溶液，即1%的硝酸溶液。而Pb测定时，由于含量较低，需要用氢氧化镁做沉淀剂，沉淀富集后再测量。HNO溶液的配制：取5.0 mL浓硝酸用蒸馏水稀释至10.0 mL。

用不同稀释剂与上述4种元素Fe、Cu、Ca和Pb的标准溶液配制成相应浓度的溶液。

（2）标准溶液的配制

用移液管准确移取1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL铜标准液（1 000 μg/mL）分别置于1 000 mL容量瓶中，用硝酸（0.5%）定容至标线，摇匀，则铜溶液浓度 分 别 为1.000 μg/mL、2.000 μg/mL、3.000 μg/mL、4.000 μg/mL，见表3。其他元素按同样的方法配制。

表3 4种微量元素标准溶液的浓度

1.3.2 实验条件选择

采用火焰原子吸收光谱法测定河水中Fe、Cu、Ca和Pb 4种微量元素，使用氘灯扣背景，实验条件见表4。

表4 火焰原子吸收光谱法的工作条件

测量Pb时，取水样500 mL置于量筒中，加5.0 mL氯化镁溶液，边加边用玻璃棒缓慢搅拌，待稳定10 min后，用胶头滴管缓慢滴加氢氧化钠溶液，不断搅拌氢氧化镁慢慢析出，在实验过程中用pH试纸检测溶液的酸碱度，当显示pH＞11时，停加氢氧化钠溶液，停止搅拌，静置沉淀。抽滤，除去沉淀。最后把溶液转移至250 mL容量瓶中，用硝酸（1%）稀释至刻度。

1.3.3 空白溶液的制备

按照各种元素溶液的配制方法制备空白溶液。测Pb时取500 mL蒸馏水置于量筒中，加5.0 mL氢氧化镁溶液，一边加一边用玻璃棒缓慢搅拌，待稳定10 min后，用胶头滴管缓慢滴加氢氧化钠溶液，不断搅拌氢氧化镁慢慢析出，在实验过程中用pH试纸检测溶液的酸碱度，当显示pH＞11时，停加氢氧化钠溶液，停止搅拌，静置沉淀。抽滤，除去沉淀。最后把溶液转移至250 mL容量瓶中，用硝酸（1%）稀释至刻度，制作空白对照溶液。其他元素类同。

1.4 数据处理

对Fe、Cu、Ca、Cd 4种元素同时进行火焰法测定，以吸光度（Abs）对浓度（C）进行线性回归测出的各元素作标准曲线，其线性方程及相关系数见表5。

表5 4种元素的回归方程和相关系数

从标准曲线上可得河水中4种元素的含量见表6。

表6 样品中微量元素测定的结果（mg/L）

2 加标回收率和精密度测定

2.1 加标回收率

为了验证实验方法的准确性，对河水样品进行了Fe、Cu、Ca、Pb元素加标回收实验。取不同的已知浓度的样品，分别加入一定浓度的标准溶液，按样品测定操 作步骤进行检测，计算回收率，见表7。

表7 样品加标回收实验结果

2.2 精密度

按照上述测定方法，取水样重复进样5次，考查4种元素质量浓度的变化情况，如表8所示。结果表明，溶液连续测定5次，4种元素的极差值均小于0.000 7 mg/L，变化很小，说明该方法对4种元素测定时的精密度良好。

表8 精密度实验

3 结论

采用火焰原子吸收光谱法测定滏阳河衡水市段水中Fe、Cu、Ca、Pb 4种元素的含量分别为0.007 5 mg/L、0.002 8 mg/L、0.002 5 mg/L、0.002 4 mg/L，加标回收率约为95%，精密度良好。实验数据表明，火焰原子吸收光度法测量水中Fe、Cu、Ca、Pb等金属离子具有偏差小、简便、准确、灵敏度高、安全快速的优点，能满足水样测试要求。