石墨炉原子吸收光谱法(水中镉的测定方法)

石墨炉原子吸收光谱法（废水中镉的测定方法)

宓森阳桑伟杰* 沈立成盛伟星王高达

生物与制药工程102

摘要:人们长期摄入含有允许限量以上微量镉的食品,镉会在体内积蓄,造成慢性镉中毒。日本发生的骨痛病(痛痛病)就是由于工业废水污染了食品,摄入过量镉引起的。1974年10月FAO 和WHO制定了食品污染监测计划,在规定的三十几个监测项目中,镉是其中重要一项,近年来我国某些局部地区由于使用了含镉废水灌溉农作物被镉污染的情况已有所报导。

关键词：镉中毒，食品，废水

Graphite furnace atomic absorption spectrometry ( the method of food cadmium determination)

Mi sen Yang * SangWeiJie ShenLiCheng ChengWei WangGaoDa

Abstract:People with long-term intake allow set limit to trace of cadmium above food, cadmium will is accumulated inside body, cause chronic cadmium poisoning. Japan happened bone pain disease (pain pain disease) was that the industrial waste water polluted food, high amounts of cadmium cause. In October 1974, FAO and WHO formulated food pollution monitoring plan, in the provision of more than thirty monitoring project, cadmium is one of important a, our country in recent years some local area by using cadmium waste water containing water crops were cadmium pollution has been reported.

Key word:Cadmium poisoning, food, water and waste

引言：镉为银白色软金属，富有延展性。镉中毒(cadmium poisoning)主要由吸入镉烟尘或镉化含物粉尘引起。一次大量吸入可引起急性肺炎和肺水肿；慢性中毒可致肺纤维化和肾脏病变。痛痛病也是一种慢性锖中毒。由长期摄食被硫酸镉污染的水源中生物或饮食污染的水造成。镉冶炼、喷镀，焊接、切割和浇铸轴承表面、核反应堆的镉棒或覆盖镉的石墨棒作为中子吸收剂，镉蓄电池和其池镉化合物制造的作业工人接触镉。镉不是人体的必需元素。人体内的镉是出生后从外界环境中吸取的﹐主要通过食物﹑水和空气而进入体内蓄积下来。镉和镉化合物引起的中毒。有急性﹑慢性中毒之分。吸入含镉气体可致呼吸道症状﹐经口摄入镉可致肝﹑肾症状。

1.实验原理

样品经灰化或酸消解后，样液注入原子吸收分光光度计石墨炉中电热原子化后，镉原子吸收228.8nm共振线，在一定浓度范围，其吸光度与铜含量成正比，与标准系列比较定量。

2.试剂

实验用水为亚沸蒸馏水或电阻率80万欧姆以上的去离子水。所有试剂要求使用优级纯或处理后不含镉的试剂。

（1）硝酸、硫酸和高氯酸。

（2） 30％过氧化氢。

（3）混合酸：硝酸4份，高氯酸l份。

（4） 0.5m01／L硝酸：取31．5ml硝酸，加入500ml水中并用水稀释至l000ml。

（5）磷酸氢二铵溶液 (20g/L)。取2.0g特纯磷酸氢二铵溶于双蒸水中定容至100ml。（6）镉标准储备液：精密称取1.0000g金属镉 (99.99％)，溶于20ml 5mo1盐酸中，加2滴硝酸，移人1000ml容量瓶中，以水稀至刻度，混匀，贮于聚乙烯瓶中。此溶液每毫升相当于1.000mg镉。

（7）镉标准使用液：吸取l0.0ml镉标准储备液于l00ml容量瓶中，以0.5mo1/L硝酸稀释至刻度，混匀。如此多次稀释至每毫升相当于0.100mg。

3.仪器

（1）原子吸收分光光度计 (附石墨炉及镉空心阴极灯)。

（2）所用玻璃仪器均需以硝酸 (1+5) 浸泡过夜，用水反复冲洗，最后用去离子水冲洗干净。

（3）马弗炉或恒温干燥箱

（4）瓷坩埚或压力消化器

（5）微波消解装置

4 操作方法

4.1样品预处理：采样和制备过程中，应注意不使样品污染。粮食、豆类去壳去杂物后，磨碎过20目筛，储于塑料瓶中．保存备用；蔬菜、水果洗净，晾干，取可食部分捣碎备用：鱼、肉等用水洗净，取可食部分捣碎，备用。

4.2 样品消解 (根据实验条件可任选一方法)

（1）干灰化法：称取1.00~5.00g样品(根据铅含量而定)于瓷坩埚中．先小火炭化至无烟，移人马弗炉500±25℃灰化6~8小时，放冷。若个别样品不彻底．则加1ml混合酸在小火上加热，反复多次直到消化完全，放冷，用硝酸 (0.5mol/L)将灰分溶解，少量多次地过滤于

10ml~25ml容量瓶中。并定容至刻度、摇匀备用，同时作试剂空内。

（2）压力消解罐法：称取0.200~2.000g样品(粮食、豆类干样不得超过lg，蔬菜、水果、动物性样品控制在2g以内，水分大的样品称样后先蒸水分至近干)于聚四氟乙烯罐内，加硝

酸2~4ml 过夜。再加过氧化氢2~3ml(总量不能超过内罐容积的1/3)。盖好内盖，旋紧外盖，放入恒温箱，l20℃保温3~4小时，自然冷却。将消化液定量转移至l0ml(或25ml)容量瓶中。用少量水洗涤内罐，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀。同时做试剂空白。 （3）湿法消解：称取样品1.000~5.000g 于三角烧瓶中，放数粒玻璃珠，加10ml 混合酸(或再加l~2ml 硝酸)，加盖过夜，加一小漏斗在电炉上消解，若变棕黑色，再加混合酸。直至冒白烟，消化液无色透明、放冷移入10~25ml 容量瓶，用水定容至刻度，摇匀。同时做试剂空白。

（4）微波消解法：精密称取0.3000--0.5000g 于微波消化罐中，加1.0mol/L 硝酸4ml ，盖好内盖，旋紧外盖，放入微波消解装置，按照预先设定的程序（见表4）进行升温消化，待消化完毕后，取出消化罐，将消化液定量移入10.0ml 或25.0ml 比色管中，用双蒸水少量多次洗罐，稀释至刻度，混匀，即供试样液。同样做试剂空白液。 表1 微波消化升温程序

注：1Psi=6.89kPa （Psi ：磅力每平方英寸，是进口仪器常用非法定压力单位，为便于使用，本方法不再换算成法定压力单位）。 4.3 测定

（1）仪器参考条件：波长228.8nm ；狭缝0.2~1.0nm ；灯电流5~7mA ；干燥温度85℃，5s ；l20℃，30s ；灰化温度350℃，15~20s ；原子化温度1700~2100℃，4~5s ，背景校正为氘灯或塞曼效应扣背景。

（2）标准曲线绘制：将仪器参考仪器条件调至最佳状态。待稳定后分别吸取上面配制的镉标准使用0.001，0.003，0.005，0.007，0.010mg ／ml 各10~20mL ，或由仪器自动配制后注入石墨炉，同时吸取20g/L 磷酸氢二铵溶液5.0mL ，进样总体积20~30.0mL ，注入石墨炉，在调整好的仪器条件下测定。测得其吸光值，并求得吸光值与浓度关系的一元线性回归方程，或由仪器自动计算出标准曲线测定结果。

（3）样品测定：将试剂空白液和样液分别吸10~20mL ，或由仪器自动配制后注入石墨炉，同时吸取20g/L 磷酸氢二铵溶液5.0mL ，进样总体积20~30.0mL ，注入石墨炉，在调整好的仪器条件下测定。测得其吸光值，代人标准系列的一元线性回归方程中求得样液中铅含量，或由仪器自动计算出样品含量结果。 5.计算

(A1－A2)×V ×1000 X =--------------------------

步 骤 1 2 3 4 5 功率，% 100 100 100 100 100 压力，Psi 20

40

85

135

175

升压时间，min 10

10

10

10

10

保压时间，min 5 5 5 5 5 排风量，%

100

100

100

100

100

M1 × 1000

式中：X －样品中镉含量，mg／kg (或mg／L)；

A1－测定样液中镉含量，mg／L；

A2 - 空白液中镉含量，mg／L；

M1- 样品质量或体积，g (ml)；

V - 样品定容总体积，ml。

注：石墨炉原子吸收测定结果以浓度单位表示，如A1和A2 的单位，样品浓度与进样量无关。

5 实验结果:

5.1 灰化温度及原子化温度的选择

未加基体改进剂，镉的灰化温度为400摄氏度，加入基体改进剂，镉的灰化温度为650摄氏度，选择灰化温度为500摄氏度。加入基体后对原子化温度基本无影响，选择原子化温度为2000摄氏度。

5.2 无机酸对测定的影响

试验结果表明，硝酸浓度在0.16至0.8mol/L,。盐酸浓度在0.3至1.5mol/L范围内，隔的测定不受酸度的影响。

5.3 共存元素的干扰及消除

试验结果表明，铁、铜、镍、锰、铬、钴、锌等元素对镉的测定有严重干扰，而铅、钙、镁、钾、钠、铝等有轻微干扰。虽然铁对镉的测定干扰比较严重(随铁含量的增加，镉的吸光度逐渐下降)，但当铁含量在80至120 mg/L时为平台区，即在此范围内铁对镉测定的干扰达到“饱和”。选择100 mg/l铁作为基体改进剂，可消除 1.0 mg/l 铁、铜、镍、锰、铬、钴、锌的干扰。

5.4 灵敏度的测定

在试验条件下，测得未加基体改进剂时镉的特征量为9．Opg，加入基体改进剂后特征量为7．2pg。虽然加人基体改进剂后镉的测定灵敏度有所下降，但下降幅度并不大，对镉的测定结果无显著影响。

5.5 水样测定及加标回收

按试验方法对水样，连续10天重复分析10次平行双样，并进行加标回收试验。

参考文献：[1]《光谱实验室》1991年第Z2期

[2]《化学工程师》2012年02期

[3]《环境》2006年第S2期

[4] 仪器分析课本

[5] 百度文库