原子吸收法在水中重金属含量检测中的应用

刘 晶，马汉文，申艳华，亓俊霞

（潞安职业技术学院，山西 长治 046000）

0 引言

当前人们环保意识逐渐增强，饮用水中的重金属含量已经被确定为环境污染控制指标之一。水中污染物被认为是重金属来源中最重要的一类组分，并且影响到人体健康[1]。相关领域研究人员开展了深入的调查研究，认为原子吸收法为一种具备操作简单、灵敏度高且对基体无毒害的水中重金属含量检测方法。本文以山西地区河流水资源为样本，开展了原子吸收法在水中重金属含量检测中的应用研究。

1 实验材料与方法

1.1 检测对象

为实现原子吸收法对水中重金属含量的检测，以山西地区某区域河流内水体为检测对象。山西地区河流含砂量较大，并且水土流失问题严重。山西省水资源总量可达到150 亿m3，但时间分布十分不均衡。在全省范围内，河川径流量可达112 亿m3，大部分集中在7—9 月，并且年际变差较大[2]。通过历史观测资料可知，山西大部分河流年平均输出的泥沙量在45.3～46.25 亿t，并且一年当中的泥沙量变化巨大，主要集中在丰水期和洪水期[3]。为了评定所选原子吸收法的实际应用效果，检测对象采用山西地区多个河流水体为样本。水样使用孔径大小为0.22 μm 的过滤膜除去水体中固体颗粒以及不溶物质。针对获取到的水体样本，将其分别编号为001—005，表1 为5 份水体样本的基本参数信息记录表。

表1 5 份水体样本的基本参数信息表

结合表1 中记录的内容，明确待检测水体样本的初始信息，在此基础上，结合后续选择的检测设备和材料对其中重金属含量进行检测。

1.2 检测材料与设备

根据原子吸收法的检测原理，确定检测所需材料与仪器设备。所需材料包括质量浓度为1.25 g/mL 的硝酸溶液、质量浓度为0.25 g/mL 的高锰酸钾溶液、适量磷酸缓冲溶液以及纯水[4]。检测过程中需要的设备包括TAS-986 型号原子吸收分光度计，该型号原子吸收分光度计的准确度为±0.1 nm，紫外功率为250 W，标准温度为室温，电池容量为2 500 mA，工作电源为220 V 交流电源/AA 电池，环境参数为＜90%（0～40 ℃），运行功耗为20 W，波长范围在360～1 000 nm，波长准确度为3 nm，稳定性良好。除此之外，检测过程中还需要型号为101-0BS 的实验室烘干机，该型号烘干机的尺寸为350 mm×350 mm×350 mm（长×宽×高）；温度范围为20～300 ℃；电源电压为220 V、50 Hz。

1.3 检测方法

原子吸收法的原理是利用气体的作用，将被测物质中的原子在一定条件下分解为原子气体和水，在一定时间内原子气相转移到水分子中，被测样本中的原子气就形成一种特殊的混合气，使其能够与待测物质发生一定的化学反应，进而使水分子获得能量并发生反应生成原子氧[5]。在水中被测物质中金属元素具有较高浓度，当水质中存在污染物时会对原子氧产生一定程度反应从而产生原子氧，进而将原子气与待测物质发生反应生成水分子。在检测过程中，按照表2 完成对检测参数的设置。

表2 基于原子吸收法的检测参数设置表

在完成上述检测参数的设置后，读取TAS-986型号原子吸收分光光度计上显示的数值，并将相关参数代入到公式（1）中，计算得出水样中重金属含量：

式中：G 为被检测水样中重金属质量浓度，μg/L；η 为TAS-986 型号原子吸收分光光度计测定结果，μg/L；δ 为水样体积，mL；χ 为水样中重金属物质的质量占比，%；β 为被检测水样的质量，g。按照上述公式，计算具体数值结果。

2 检测结果记录与分析

在完成对被检测水样的测定后，将得到的实验数据记录如表3。

表3 水样中重金属质量浓度检测结果与实际值对比单位：μg/L

从表3 中可以看出，利用原子吸收法对水体样本当中的重金属质量浓度进行测定，其检测结果与实际值相差不超过0.005 μg/L，充分满足水中重金属质量浓度检测的精度（误差小于0.001 μg/L）标准。再进一步结合表3 中数据，针对其中某一水样进行6 次检测，并记录原子吸收法检测的相对标准偏差，根据数据绘制图1 所示的结果。

图1 原子吸收法检测结果相对标准偏差

从图1 中记录的数据能够进一步证明，引入原子吸收法后，每次检测得到的检测结果相对标准误差均没有超过0.3 μg/L，证明原子吸收法具有极高的检测精度。

3 结语

利用原子吸收法能够实现对水中重金属含量的测定，但在实际应用中要使用分析纯、高纯度物质才能保证检测结果的准确性。若需使用痕量、高质量分析纯物质对水中重金属进行快速测定可在实验室中通过原子吸收法进行。同时，需要使用一定数量的待测样品使原子进行发生化学反应进而形成水分子及原子团簇，以提高测定结果的准确性。在实际环境控制过程中应根据实际情况选用不同波长及不同灵敏度的原子吸收法对水中重金属含量进行检测。