原子吸收光谱和原子发射光谱法测定酸雨中钾、钠、钙、镁方法比较

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

酸雨 (acid rain)是指 PH值小于 5.60的雨 、雪 、冰、雹等形式的降水。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质造成的 ，酸雨具有极大 的危害性 。

近年来 ，我国-些地区已经成为酸雨多发 区，酸雨污染危害的范围和程度已经引起人们的密切关注。监测酸雨中的电导率、pH值、无机阴离子和阳离子对于研究酸雨的类型、成因及防治具有重要的意义。

其中，钾、钠、钙、镁 4种金属阳离子是酸雨监测的必测项目，在大气降水中，4种离子的含量较低，因此需要分析仪器具备较高的灵敏度、准确度和精密度。目前测定酸雨中钾、钠、钙、镁主要方法有火焰原子吸收法(FAAS)]、离子色谱法(IC)lz]、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES)3 等。本文研究中选用火焰原子吸收光谱仪和电感耦合等离子体原子发射光谱仪法分别测定酸雨中的钾、钠、钙、镁，并对两种方法的检出限、校准曲线线性回归、精密度和准确度等方面进行了比较研究。

收稿 日期 ：2013-02-26 修 回 日期 ：2013-03-15作者简介 ：樊颖果，女，高级工程师，主要从事无机环境监测研究。E-mail：tsdxb- 7677###163.com第 2期 樊颖果等：原子吸收光谱和原子发射光谱法测定酸雨中钾、钠、钙、镁方法比较 291 实验部分1.1 仪器和试剂Varian AA-220FS火焰原子吸收光谱仪(美国赛默飞世尔科技公司)，配有 SIPS自动稀释器；Agi-lent Technology 720电感耦合等离子体原子发射光谱仪(安捷伦科技有限公司)，配有 Agilent Tech-nologies SPS3自动进样器 。

钾、钠、钙、镁标准储备溶液：环保部标准样品研究所，钾、钙 、镁浓度为 500 mg/L，钠为 1 000 mg/L。

酸雨模拟标准样品：环保部标准样品研究所，编号 202607，其中钾(0.581±0.028)mg/L、钠(O.700-0.038)mg/L、钙 (2.97±0.16)mg/L、镁 (0.241±0.014)mg/L。

硝酸铯溶液：称取 2.9 g硝酸铯溶于水，定容至200 mL，摇匀 。

硝酸镧溶液 ：称取 23.5 g氧化镧，用硝酸(11)微热溶解，并加此硝酸定容至 200 mL，摇匀。

硝酸(优级纯)，去离子水 ：电阻率≥18 MQ·cm，氩气、乙炔：纯度 99.999%，实验室所用其它试剂均为优级纯。

1.2 测试条件电源电压 ：(220±10)V，室温：(20±5)℃，相对湿度 ：<80 。

1.3 酸雨样品前处理5个 酸雨样 品均用 0.45 m 有机微 孔滤膜过滤，待测。其中 ICP-OES法直接进样；FAAS法将样 品定容至 10 mL比色管 中，测定钙 、镁 比色管 中加入 0.20 mL硝酸镧溶液，测定钾、钠比色管中加入 0.50 mL硝酸铯溶液 。

1.4 火焰原子吸收法测定由标准储备液配置 4种元素的标准工作溶液。

其中钾、钠-组，标准溶液浓度均为 2.5 mg/L；钙、镁-组，标准工作溶液浓度分别为 5.0 mg/L和0.5 mg/L。启动 SIPS自动稀释器，按照表 1工作条件测定 4种元素的吸光度值，以浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线后，再测定经过前处理后的酸雨样品。因为钾、钠这两种元素在指定波长条件下测定的灵敏度较高，在测试过程中将火焰燃烧头偏转 30。再进行分析测定。

表 1 火焰原子吸收光谱仪工作参数Table 1 The operational parameters for FAAS instrument1.5 电感耦合等离子体原子发射光谱法测定样品由标准储备溶液配置4种元素的混合标准使用溶液，逐 级稀 释 为 0.05，0.10，0.50，1.O0，2.O0，2.5O，5.O0 mg/L 7种浓度，按照表2工作条件测定 4种元素的发射光谱强度，以浓度为横坐标，强度值为纵坐标，绘制标准曲线后，再测定经过前处理后的酸雨样品。

表 2 电感耦合等离子体原子发射光谱仪工作条件Table 2 The working conditions for the ICP-OES元素钾钠钙镁测量波长/nm 高频功率/kW 雾化气流量/(L·rain ) 辅助气流量/(L·min ) 等离子气流量/(L·min )2结果与讨论 嚣嘉2.1 两种方法前处理比较 值，进而影响测量准确度，因此必须对硝酸铯电离抑FAAS法前处理过程稍微复杂，由于钾、钠易发 制剂进行空白实验；钙、镁需要添加硝酸镧作为释放3O 中国无机分析化学 2013正剂4]，因为在空气-乙炔火焰 中，加入 释放剂可以消除A1”，PO ，Be抖等离子的化学干扰。

ICP-OES法前处理过程简单，不需要添加抑制剂和释放剂，可以直接测定。与 FAAS法相 比，ICP-OES法前处理过程较为简便、快捷 。

2.2 两种方法标准曲线比较FAAS法和 ICPOES法线性见表 3所示。由表 3可知，FAAS法测定酸雨中的钙、镁，标准曲线线性关系稍差，因此采用二次曲线拟合的方式。与 FAAS法相比，ICP-OES法测定4种元素线性范围较广，并且克服了 FAAS法测定钙灵敏度较低的缺点。在两种方法中，4种元素的相关性均较好，可以准确测量。

表 3 两种方法标准 曲线Table 3 The calibration curves of the two methods2.3 两种方法检 出限比较方法的最低检出限采用以下方法得出：对标准曲线的第-点进行平行 7次测定，计算出相对偏差(S，rag/L)，按 以下公式计算方法检出限。

MDL ( 1.o 99)× S式中：MDL--方法检出限；- - 样品的平行测定次数 ；- - 自由度为 -1，置信度为 99 时的t分布；当 为 7时，经查表，t为 3.143；S-- 次平行测定的标准偏差。

两种方法最 低检 出限见表 4所示 。由表 4可知 ，ICP-OES法测定钾 、钠、钙、镁检出限较低。

表 4 两种 方法的检 出限Table 4 The detection limits for the two methods2.4 两种方法干扰及消除ICP-AES法测定酸雨中的钾、钠、钙、镁存在的干扰大致可分为两类：-类是光谱干扰，主要包括了连续背景和谱线重叠干扰。各元素谱线之间的接近程度预示着元素间存在潜在的光谱干扰。通过查看4种元素的谱线库，选出了周围无其它元素干扰且较为灵敏的谱线，因此本方法钾、钠、钙、镁的测定谱线分别为 766.5，589.0，317.9，279.8 nm。Agilent720系列的电感耦合等离子体原子发射光谱仪采用Fited和 Of peak背景校正技术，可以很好地矫正测定过程中存在的背景干扰；另-类是非光谱干扰，主要包括了化学干扰、电离干扰、物理干扰以及去溶剂干扰等，在实际分析过程中各类干扰很难截然分开。-般来说，测定酸雨样品非光谱干扰影响较校FAAS法测定酸雨中的钾、钠、钙、镁存在的干扰抑为两类：-类是电离干扰，特别是对于钾、钠影响较大，因此，为了克服电离效应，本方法选择了低温火焰 ，并加入-定量的硝酸铯作为消电离剂 ；另- 类是化学干扰，A1计，PO ，Be 等离子对于钙、镁的测定存在较大的化学干扰，为了消除此类干扰，加入-定量的硝酸镧作为释放剂。配置解离子剂、释放剂时要求空白值未检出或者小于方法检出限。

另外，容器材质和空 白用水对于两种方法均存在较大的影响。玻璃材质含有钾、钠成份，特别是钠盐含量较高。玻璃容器能析出钠离子，从而引起酸雨样品量值的变化，在酸性介质中更易溶出。因此，使用玻璃容器配置标准溶液后应眷测定，否则应转存至聚乙烯瓶中 ]。

2.5 两种方法准确度和精密度比较用两种方法分别测定国