空气乙炔火焰原子吸收分光光度法总铬测定中火焰及共存金属影响探析

夷增宝　胡江瑛　金乐　李华

（1建德市环境监测站浙江建德3116002建德市食品药品检验检测中心浙江建德311600）

空气乙炔火焰原子吸收分光光度法总铬测定中火焰及共存金属影响探析

夷增宝1胡江瑛2金乐1李华1

（1建德市环境监测站浙江建德3116002建德市食品药品检验检测中心浙江建德311600）

空气乙炔火焰原子吸收分光光度法检测废水中总铬时存在共存金属干扰测定现象。本文通过一系列不同测试条件下的干扰实验及测定结果图表分析，阐述燃烧器状态与共存金属对测定影响，得出了空气乙炔火焰原子吸收分光光度法测定总铬时最佳检测条件，可以取得较高的仪器灵敏度及消除共存金属干扰。

总铬；火焰原子吸收；共存金属干扰；燃烧器状态

在电镀废水检测时常会出现空气乙炔火焰原子吸收法总铬测定值低于二苯碳酰二肼分光光度法六价铬测定值的现象，往往可能由于总铬测定时共存金属在火焰中产生干扰作用引起。一般在检测样品中加入NH4Cl溶液来抑制共存金属干扰，但共存金属元素干扰同时受火焰状态和观测高度影响[1]。为了探析火焰与共存金属对空气乙炔火焰原子吸收分光光度法测定总铬影响，选取废水中常见共存金属进行干扰实验，分析原因及解决方法，保证在废水检测中总铬测定结果的准确可靠。

1　实验准备

1.1火焰要求

火焰原子吸收分光光度法测定总铬时，铬在火焰中易氧化生成难熔融氧化物，不易原子化，但可通过改变空气与乙炔比例使火焰为富燃火焰来改善。[2]当空气与乙炔流量比值为2：1～3：1时，火焰呈黄色，具有较强还原气氛[3]，火焰中过剩的碳竞争氧气避免铬氧化，已生成的铬氧化物也易被碳还原为铬原子，从而极大提高了铬的原子化率[2]。

1.2实验器材

Aglient240型原子吸收分光光度计，带刻度50mL塑料带盖量杯若干，浓度为500mg/L的铜、锌、铁、锰、镍、铅、钠、镁、钙金属标液，移液管，容量瓶等。

1.3仪器设置

波长:357.9nm，狭缝：0.2nm，扣背景：关（氘灯校正背景适宜波长为200 nm～360nm）[3]。

1.4实验步骤

取总铬标液（500mg/L）用容量瓶稀释25倍至20mg/L，吸取20mg/L标液50mL至1000mL容量瓶,用0.2%硝酸稀释至刻度线，摇匀，倒入塑料瓶中待用，此时总铬标液浓度为1mg/L。用10个50mL塑料量杯量取1mg/L总铬标液至50mL刻度线，再分别向其中9个量杯中各加入一种金属标液（浓度均为500mg/L）1mL，形成总铬与共存金属浓度比值约为1:10的待测样品，剩余一个量杯加入1mL纯水作为标准原液，加盖分别摇匀，待分析。同时用塑料量杯取0.2%硝酸作全程序空白。

开仪器预热至稳定，以纯水调零，分别进纯水、全程序空白、标准原液、各待测样品各两次，取两次测得吸光度值的平均值，标准原液和各待测样品平均吸光值减去全程序空白平均吸光值作为最终测量结果。每批分析结果（每张分析图表）进同批配制样品。在测量过程中，全程序空白与纯水空白响应应保持在仪器基线漂移±0.002范围内[4]，每进10次样或出现异常结果做仪器稳定性检查（测纯水空白及标准原液，原液测得值不得超过初始测量值±5%[1]，空白应在基线漂移±0.002范围内）。

2　实验结果与分析

2.1不同乙炔流量对测定的影响

设置仪器空气流量为13.5L/min（每次测试均保持不变），分别设置乙炔流量为2.5L/min、3.0L/min、3.5L/min、4.0L/min、4.5L/min，保持仪器其它条件不变，进由上述配制样品，测得结果绘制曲线图1。可以分析得出：随乙炔流量增加仪器灵敏度明显增高，但共存金属负干扰也同时增强，当乙炔流量超过4.0 L/min以上后仪器灵敏度开始下降。

图1　不同乙炔流量对测定的影响

2.2不同燃烧器高度对测定的影响

设置仪器乙炔流量为3.5L/min，分别调节燃烧器高度为6mm、8 mm、10 mm、12 mm、13 mm，其它仪器条件保持不变，进由上述配制样品，测得结果绘制曲线图2。可以分析得出：当燃烧器高度为10 mm时仪器灵敏度最高，但此时共存金属负干扰也最强，随燃烧器高度升高或降低负干扰有所减弱，尤其锰随燃烧器高度升高负干扰逐渐消失。

图2　不同燃烧器高度对测定的影响

综上可以得出，乙炔流量及燃烧器高度对总铬分析灵敏度影响明显，当仪器灵敏度最高时共存金属负干扰也是最强。

2.3基体改进剂NH4Cl对测定的影响

在火焰原子吸收法总铬检测时样品中常加入NH4Cl，在火焰中起助熔作用，可以提高总铬测量灵敏度同时能有效抑制共存金属干扰。按前述实验步骤配制好样品，每个量杯中分别加入0mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL10%NH4Cl溶液，设置仪器乙炔流量为4.0L/min，测得结果绘制曲线图3。对加入2.0mL10%NH4Cl溶液的样品，设置仪器扣背景为开，再分别进样，测得结果绘制图4。

图3　4.0L/min乙炔流量加入不同量氯化铵比较

图4　加入3mL氯化铵后扣背景开关比较

可分析得出：在加入0.5mL10%NH4Cl溶液后各共存金属负干扰减弱，但镍、镁不明显，并且由于加入NH4Cl出现了钠对铬的负干扰。当NH4Cl加入量增加至2.0mL时，镍的负干扰明显改善，但对钠、镁负干扰不再有所作用。由图4可看出钠、镁的负干扰，并且在加入NH4Cl后测试结果和背景干扰无关。

2.4火焰与NH4Cl对测定结果的准确度分析

为了进一步分析共存金属干扰所产生的测定误差，以在不同乙炔流量下各待测样品与标准原液测量结果的相对误差绘制曲线如图5、图6。可以分析得出，在不同乙炔流量下存在共存金属的各待测样品与标准原液测量结果相对误差关系：

图5　不同乙炔流量共存金属引起相对误差

图6　加入2mL10%氯化铵共存金属引起相对误差

在各样品未加入NH4Cl时，随着乙炔流量增加，共存金属样品负误差也越大，当乙炔流量为4.0L/min时，含铁、镍、镁样品误差已接近-50%左右。

再重新取样分别加入2.0ml10%NH4Cl后，共存金属样品负误差明显改善但引起含钠样品负误差，当乙炔流量为4.0L/min时，含钠样品误差为-10.4%，含镁样品的误差仍存在-7.3%。随乙炔流量减小至3.5L/min时，含钠、镁样品负误差明显改善，可控制在-5%以内。

3　实验结论

空气乙炔火焰原子吸收法测定总铬时乙炔流量及燃烧器高度对测定灵敏影响明显，但在测量灵敏度最高时的燃烧器状态下共存金属负干扰也最强，可通过加入NH4Cl及适当降低乙炔流量来抑制。由以上实验分析得出结果：空气乙炔火焰原子吸收分光光度法测定总铬时加入一定量NH4Cl（如2.0mL10%NH4Cl），燃烧器高度为10mm，乙炔流量为3.5 L/min（空气乙炔流量比为3.86：1.00）时，测量即具有较高灵敏度，同时也有效的把共存金属所产生负误差控制在允许范围内。

[1]水和废水监测分析方法（第四版）增补版[M].北京:中国环境科学出版社,2006.

[2]原子吸收光谱及其在环境分析中的应用[M].北京：中国环境科学出版社,1988.

[3]环境监测实用技术[M].北京:中国环境科学出版社,2006.

[4]原子吸收分光光度计检定规程JJG694-2009[S].北京：国家质量监督检验检疫总局,2010.

[5]水质总铬的测定GB/T7466-1987[S].北京:环境保护部,1987.

[6]固体废物总铬的测定火焰原子吸收分光光度法[S].北京:环境保护部,2015.