原子吸收分光光度法在不同消解体系下测定大气颗粒物中的锌

陈金鹏

(山东省东营生态环境监测中心，山东 东营 257091)

锌是人体必需的微量元素，锌对人体生长发育、免疫等重要生理过程中起着极其重要的作用，人体摄入过量锌会导致中毒[1-2]。锌矿开采、冶炼加工、镀锌、仪器仪表等工业排放的粉尘含有锌及其化合物，长期接触会对呼吸系统、消化系统、眼睛、皮肤产生刺激。颗粒物是重金属的载体，大气颗粒物中的锌污染物具有不可降解性，并可通过呼吸进入人体，造成人体机能障碍，引发各种疾病，影响人类健康。

消解是测定重金属元素的重要预处理手段，目前对样品的预处理多参照土壤样品的消解方法，包括微波消解[3-4]和电热板加热消解等[5-6]，不同的实验根据不同的实验条件，可以选择不同的消解方式，本文优化了4种消解体系，用于颗粒物中锌的测定，效果较好。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

美国PE原子分光光度计，美国CEM MARS XPRESS 微波消解仪，普立泰科全自动消解仪。锌标准溶液(100 mg/L，环境保护部标准物质研究所)，硝酸(优级纯，上海国药)，盐酸(优级纯，上海国药)，高氯酸(优级纯，上海国药)，氢氟酸(优级纯，上海国药)，实验用水均为超纯水。

1.2 样品采集

在A企业和B企业各采集无组织排放废气颗粒物样品。 另外采样点位设在某地C，使用颗粒物采样器采集PM2.5样品，采集滤膜为石英纤维滤膜，采样时间为每日8:00至次日7:30，共23.5 h。采样后滤膜保存于-20℃冰箱。采集后的滤膜保存于4℃冰箱。

1.3 实验方法

取1/2张滤膜，实验分为4组，每组均包括空白样品、质控滤膜、采样滤膜样品、采样滤膜+标准样品，每个样品设2个平行。分别采用硝酸-盐酸微波消解、硝酸-盐酸电热板消解、硝酸-氢氟酸-高氯酸微波消解、硝酸-氢氟酸-高氯酸电热板消解。液体标准样品在消解前加入，对于采样滤膜+标准样品，消解前在加有采集滤膜的消解罐中加入标准样品。采样火焰原子吸收法测定样品中锌的含量。表1为消解体系设计。

表1 消解体系设计

消解结束后，第1,2组以10 mL水淋洗内壁，摇匀，静置0.5 h进行浸提，过滤，定容至50.0 mL，摇匀待测。第3,4组在电热板上赶酸至近干，取下冷却，加入2.0 mL硝酸，加热溶解残渣，冷却后以水定容至50.0 mL，摇匀后待测。

谱线宽0.2 nm，狭缝宽0.5 nm，灯电流5.0 mA，峰面积测量，氘灯扣背景开，进样量20 μL。

2 结果与讨论

2.1 方法的检出限、精密度和准确度

根据《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》[7]的规定，采样空白滤膜进行方法的检出限、精密度及准确度实验，测定结果见表2。根据HJ168-2010中方法进行计算，实验中4种消解体系的检出限分别为0.024，0.012，0.025，0.025 mg/L，相对标准偏差分别为2.62%，7.61%，5.44%，6.55%。

采用颗粒物模拟样品进行了方法精密度实验。尘样为某企业焙烧工段电除尘采得。颗粒物模拟样品：准确称取10 mg 尘样，置于1/4空白滤膜制成模拟样品。分别用不同消解方法进行预处理，然后测定其中的铜、锌元素浓度，各平行测定6次，计算相对标准偏差。由表2可以看出，各前处理方法锌测定的相对标准偏差在0.8%～5.4%之间，精密度良好。

表2 锌精密度测试数据-模拟样品测试数据表

取质控滤膜(Zn:GBW(E)080211)各1/4张，分别用四种消解方法进行预处理，测定其中锌元素含量，并计算相对误差，见表3。锌的相对误差在-8.1%～2.7%之间，准确度良好。

表3 锌的准确度测试数据-质控滤膜测试数据表

准确称取10 mg 尘样置于空白滤膜中，制备固定污染源无组织排放废气颗粒物模拟样品，向模拟样品中准确加入含60 μg锌的标准溶液，分别用不同消解方法进行预处理，然后测定其中的锌元素浓度，各平行测定6次，计算加标回收率见表4。锌的加标回收率在88.12%～109.8%之间，准确度良好。

表4 锌模拟样品准确度测试-加标回收测试数据

2.2 实际样品测定

实际样品为公司A和公司B各采集无组织排放废气颗粒物样品，及某地PM2.5样品(C)。每张滤膜均匀分成4份，取1/4滤膜按照分别用4种不同的前处理方法制备试样并测定，测定结果见表5。

表5 锌实际样品测定数据

3 结论

采用4种不同的消解体系对石英纤维滤膜材质采集的颗粒物样品进行消解，利用原子吸收法测定样品中的锌元素，精密度和准确度均良好，将建立了方法用于实际样品分析，结果与标准HJ657-2013[8]中一致。本研究提供的4种前处理方法为不同的实验条件及环境进行颗粒物锌分析提供了选择，易于推广应用。