汤根平、谢琴、黄敏、刘琳娜
湖南省株洲生态环境监测中心 湖南 株洲 412000
摘要：目的：为水质检测提供一种准确，快速的重金属检测方法。方法：采用原子吸收分光光度计比较标准曲线法和标准添加法对水中锌、铜、镉和铅的影响。结果：在1-5mg/L的浓度范围内，使用两种方法测量锌，铜，镉和铅。线性关系良好（r为0.999或更高），检出限小于0.1mg/L，可重复RSD小于3。精密RSD小于1，稳定性RSD小于3，并且通过标准添加方法（100.95，101.04，100.71）测定的锌、铜和镉的回收率优于标准曲线法（64.71，84.60，80.72），两种方法的铅回收率均为95-105。两种方法之间锌，铜和镉含量的测定存在显著差异（P小于0.55），铅含量的测定也无显著差异（P大于0.05）。结论：根据测量结果的准确性和操作的复杂性，应使用标准添加法测量水中的锌、铜和镉，而标准曲线法可用于测量水中的铅。
关键词：火焰原子；吸收光谱法；标准曲线法；重金属
一、引言
工业化进程的全面快速发展，工业生产生活污水的泄漏和废气的不当排放都会造成含水层的污染，更严重地威胁到现代人类的用水安全。在各种重金属和其他元素中，对水中镉的物质含量实施非常有效的实时监测尤为重要，因为它也会严重污染水体，根本无法处理。主要重金属污染物包括铅、镉、汞、铬、铜、镍和锌。许多重金属的检测方法主要有两个方面：元素粒子吸收可见光谱法、原子分子红色荧光光谱法和电阻-电磁耦合离子束原子发射吸收光谱法。[1]其中，原子分子全吸收光谱法是最常用的方法。因此，虽然与外界因素的影响相适应，但在对实验样品进行详细分析时，不可避免地会发生培养基的外部干扰，从而导致详细分析结果的差异。由于一些相关研究人员采用标准曲线变化法对特殊样本进行量化，不同实验样本和被测多元素的矩阵总体上也存在不同程度的外部干扰。本标准中的s曲线法最大的特点是操作灵活、操作简单，一般详细分析速度快，但不能直接用于较复杂成分的分析，完全消除矩阵干扰。
二、材料与方法
（一）仪器和试剂
原子吸收分光光度计，超纯水、锌、铜、镉、铅空心阴极灯；锌、铜、镉、铅标准溶液、硝酸、水样。
（二）溶液准备
1.标准曲线法标准溶液
准确量取0.1、0.2、0.3、0.4和0.5ml的锌标准溶液，将其放入100ml的量瓶中，并使用2硝酸溶液制成每1ml的1、2、3锌。4、5mg/L溶液。以相同方式制备铜1、2、3、4、5mg/L溶液，镉1、2、3、4、5mg/L溶液，铅1、2、3、4、5mg/L溶液。[2]
2.标准添加方法标准溶液
水样0.2ml，平行5份精密测量，锌标准溶液（1000mg/L）0.1、0.2、0.3、0.4、0.5ml，用2硝酸溶液制备1、2、3、4、5mg/L锌标准溶液每加入1ml溶液。用同样的方法，准备1、2、3、4、5mg/L的铜，1、2、3、4、5mg/L的镉，1、2、3、4、5mg/L的铅。
3.样品溶液的制备
0.2ml水样品，平行准确地测量3份，放入100ml量瓶中，并用2硝酸溶液稀释至刻度。用相同的方法制备试剂空白溶液。
（三）设置仪器参数
在灰化步骤中，去除干扰成分，同时防止被测设备挥发。升高灰化温度并延长时间以减少干扰，前提是它不影响要测试的元素。雾化步骤使被测元素能在短时间内在光谱中捕获，通常温度越高，损失时间越短，但是温度过高对石墨管的寿命影响很大，每个元素的雾化温度不同。[3]灰化和雾化是两个最重要的步骤，通过选择最佳温度程序可以实现良好的灵敏度。
将仪器调整至最佳条件后，分别根据样品溶液和标准溶液以及溶液的吸光度和稳定性来优化仪器参数。
三、结果与讨论
（一）绘制标准曲线
将“1.2.1”和“1.2.2”的溶液吸到原子吸收分光光度计中，并平行测量3次。以吸光度（y）为纵坐标，浓度（x）为横坐标绘制标准曲线。锌、铜、镉和铅的标准曲线方法的线性回归方程为y=0.05962x+0.010375（r=0.996）和y=0.05636，以浓度作为六种物质的测试指标来确定样品的含量计算决定结果的RSD。标准曲线法测得的锌、铜、镉和铅的RSD分别为0.52、0.48、0.34和2.05，锌、铜、镉和铅的标准添加法的线性回归方程分别如下。y=0.05443x+0.18（r=0.9995），y=0.05526x+0.15422（r=0.998），y=0.03446x+0.10388（r=0.98997），y=0.09864x+0508（r=0.997），即结果表明，两种方法在浓度范围为1-5mg/L的锌，铜，镉和铅的测定中均具有良好的线性关系。
（二）检出限测定
根据该测试方法，对试剂空白进行11次平行测量，检测极限浓度为空白信号值标准偏差的3倍。锌、铜、镉和铅的标准曲线方法的检出限分别为0.07191、0.0153、0.09963和0.01175mg/L，锌、铜、镉和铅的标准添加方法的检出限分别为0.04343、0.051、0.08625、0.0207mg/L。锌、铜、镉和铅两种方法的检出限无明显差异，均小于0.1mg/L。
（三）重复性测试
准确地量取0.2ml水样品，并按照“1.2.3”的方法平行制备6个样品溶液。使用浓度作为测试指标，锌，铜，镉和铅的标准曲线方法分别计算为0.63、0.13，0.87和0.98。镉和铅的相对标准偏差为0.57、0.67、1.13和2.63表明这两种方法具有良好的重复性。
（四）稳定性测试
从“1.2.3”中取出样品溶液，并在1、6、12、24、36、48小时使用。值分别为0.36、0.43、1.37和1.24，表明这两种方法在48小时内均可稳定地测定样品。
（五）精密度测试
在项目“1.2.1”和“1.2.2”中，以标准溶液浓度为2mg/L的锌、铜、镉和铅溶液为标准，通过标准曲线法计算出六次连续进样，并将浓度作为测试指标。锌、铜、镉和铅的RSD分别为0.43、0.67、0.51和0.73，锌、铜、镉和铅的标准添加方法的RSD分别为0.32、0.42、0.48和0.53，表明这两种方法在锌、铜、镉和铅的测量中具有很高的精度。
（六）样品溶液含量的测定
按照“1.2.3”中的方法准备测试溶液，并按照“1.3”中的方法确定。两种方法用于测定样品溶液中锌、铜、镉和铅的含量。标准添加法锌、铜、镉、铅含量的测定结果均高于标准曲线法，铅的测定结果无显著差异（P大于0.05），而铜、镉和铅的测定结果相差较大（P小于0.05）。产生这种差异的原因是由于标准曲线方法产生的矩阵干扰，测试结果较小。[4]标准加法的矩阵是一致的，矩阵干扰的影响很小。
结论：通过实验方法研究，证实了采用标准曲线法和标准添加法测定的水中锌、铜、镉和铅之间的线性关系良好，r大于0.999，具有较高的精密度，稳定性和重复性。标准添加回收率测试和样品测定结果表明，在水中测量锌、铜和镉时，标准添加方法的回收率和测定结果较高，测定结果差异显著。
参考文献：
[1]叶新民.火焰原子吸收分光光度法测定环境水中的铜锌铅镉等有害元素[J].地球,2013(4).
[2]李琳.火焰原子吸收法连续测定化探样品中铜,铅,锌[J].有色矿冶,2011,27(3):100-100.
[3]刘丽,李刚,徐园园,等.无火焰原子吸收法测定饮用水中铅和镉的条件探讨[J].基层医学论坛,2019,23(04):93-95.