石墨炉原子吸收法测定复杂基体水中镍

　　镍，原子序数28，原子量58.71，近似银白色，是硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素，熔点1453℃，沸点2732℃，密度8.902g/cm3。镍对环境的主要污染来自于：镍矿的开采冶炼、含镍合金的生产加工过程；电镀、镀镍的生产工艺过程。金属镍几乎没有急性毒性，一般镍盐毒性也不是很高，但是镍元素在生物学上也有一定作用，对如精氨酸酶，羧化酶等一系列的酶有激活或抑制的功能，而发生毒性作用，且羟基镍也能产生很强的毒性。人体镍元素中毒的特有症状是皮肤炎、呼吸器官障碍及呼吸道癌，镍在肾、脾、肝中积存最多，可诱发鼻咽癌和肺癌。世界卫生组织（WHO）、美国环境保护署及欧盟饮用水指令（98/83/EC）中对镍的限值都有严格要求，分别为0.07mg/L、0.01mg/L及0.02mg/L。我国地表水及地下水水质标准均对水中镍含量也有严格规定。对于测定水中金属总量的前处理，环保部标准司针对电热板消解和微波消解方式分别发布了《水质金属总量的消解硝酸消解法》（HJ677-2013）及《水质金属总量的消解微波消解法》（HJ678-2013）两套标准。但在用石墨炉原子吸收分光光度法测定水中金属的过程中，对于一些基体复杂的水质，严格执行标准时会出现峰形较差、加标回收率不达标的问题。 
　　文章对石墨炉原子吸收法测定复杂基体水中镍的前处理方法进行探讨研究，取得了较为满意的效果。 
　　1 实验方法 
　　1.1 主要仪器 
　　德国耶拿Zeenit700型原子吸收分光光度计（配备自动进样器）；镍元素空心阴极灯；热解涂层石墨管；可控温电热板；微波消解仪。 
　　1.2 主要试剂 
　　本次实验用水未经具体说明皆为去离子水；硝酸（优级纯）；镍标准工作溶液：20μg/L。 
　　1.3 选取对象 
　　本次实验分别选取某选矿厂、某电厂、某石化厂和某电子厂的废水进行分析。 
　　1.4 实验条件 
　　石墨炉原子吸收分光光度法测定水中镍的最佳试验条件，结果见表1。 
　　1.5 微波消解法 
　　取25ml混合均匀水样于微波消解罐中，加入1.0mlH2O2，5.0ml浓HNO3，若有大量气泡产生，则静置于通风装置中，反应平稳后加盖旋紧。放入微波消解仪中，选择升温时间10min，温度180℃，保持时间15分钟。程序运行结束后，取出消解罐置于通风装置内冷却，待罐内温度与室温平衡后，放气，开盖，移出罐内消解液，用实验用水荡洗消解罐内壁两次，收集所有溶液，转移到50ml容量瓶中，加水至标线，待测。也可用电热板在亚沸状态下，加热赶酸至1ml，用0.2%HNO3定容至25ml容量瓶中。注：在消解过程中切不可将溶液蒸干。如果蒸干，应重新取样进行消解。 
　　1.6 电热板消解法 
　　取50.0ml混合均匀水样于150ml烧杯或三角瓶中，加入5ml浓HNO3，在可控温电热板上加热消解，盖上表面皿或小漏斗，微沸加热回流约30min，移去表面皿，蒸发至溶液为5ml左右时停止加热。待冷却后，再加入5ml浓HNO3，盖上表面皿，继续将溶液加热回流蒸发至5ml左右。待上述溶液冷却后，缓慢加入1ml高氯酸，并保持微沸，加热至不再有白烟产生，冷却后，用适量实验用水淋洗内壁至少3次，转移至50ml容量瓶中定容，待测。注：在加热过程中，不要让消解液由于大量的白烟冒出造成样品损失。两种消解方法空白试样的制备：用实验用水代替试样按上述步骤与样品同步进行消解。 
　　两种消解方式加标回收率结果见表2。 
　　2 结论 
　　通过对四种不同复杂基体水质的加标回收率测定，总结实验结果得出结论：采用《水质金属总量的消解微波消解法》（HJ678-2013）标准方法进行微波消解前处理，加标回收率过低无法满足实验方法要求。采用《水质金属总量的消解硝酸消解法》（HJ677-2013）标准方法进行电热板消解前处理，硝酸-过氧化氢体系消解不完全，改用硝酸-高氯酸体系后消解效果良好，且加标回收率数据良好，符合相关方法要求。因此，在采用石墨炉原子吸收分光光度法测定复杂基体水质中镍的总量时，建议采用电热板消解方法，硝酸-高氯酸消解体系。