火焰原子吸收法測定煤礦水中鐵含量的探究

杜興梅

（汾西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任環(huán)保處，山西 介休 032000）

1 方法原理

在空氣-乙炔火焰中,鐵的化合物易于原子化，在波長248.3 nm 處，測量鐵基態(tài)原子空心陰極燈特征輻射的吸收定量，將處理后的試樣導(dǎo)入原子吸收分光光度計(jì)中，在乙炔-空氣火焰中，試樣中鐵被原子化，吸收量的大小與試樣中鐵原子濃度成正比，測其吸光度，求得鐵含量。

2 儀器、試劑和溶液的配制

2.1 儀器

TAS-990 火焰原子吸收分光光度計(jì)；鐵空心陰極燈；乙炔鋼瓶；空氣壓縮機(jī)。

2.2 試劑

高純水、優(yōu)級純硝酸、（1+1）鹽酸、1%稀硝酸，環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所；環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品；鐵標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，1 000 mg/L；1%稀硝酸，移取10 mL 濃硝酸用高純水準(zhǔn)確稀釋到1 000 mL 容量瓶中；鐵標(biāo)準(zhǔn)使用液（100 mg/L）：移取10 mL 鐵標(biāo)準(zhǔn)儲備液到100 mL容量瓶中，用1%稀硝酸準(zhǔn)確定容至刻度線。

3 儀器工作條件

燈電流，12.5 mA；測定波長，248.3 nm；光譜通帶，0.2 nm；觀測高度，7.5 mm；空氣，0.25 MPa；乙炔，0.07 MPa。

4 實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果分析

4.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

鐵標(biāo)準(zhǔn)系列配制：分別吸取鐵標(biāo)準(zhǔn)使用液0.00、0.25、0.50、0.80、1.00、1.50 mL 于5 個100 mL 容量瓶中（見表1），用1%硝酸溶液定容至刻度線，混勻。

表1 標(biāo)準(zhǔn)系列

調(diào)整儀器參數(shù)，調(diào)整波長至248.3 nm，導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，以空白調(diào)零，分別測定其吸光度。以鐵的含量對應(yīng)吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線（見圖1）。

圖1 線性回歸方程

4.2 準(zhǔn)確度與精密度

對環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所提供的鐵標(biāo)準(zhǔn)樣品202424（0.349 mg/L±0.021 mg/L）、202425（0.760 mg/L±0.034 mg/L）和202426（1.29 mg/L±0.05 mg/L），3 個不同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行6 次檢測分析，其結(jié)果具體見表2。由表2 可知，6 次測定數(shù)值均在標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)值范圍之內(nèi)，回收率也在95%～105%之間，說明準(zhǔn)確度較好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.40%～3.90%，精密度以不同濃度的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液6次檢測結(jié)果值的室內(nèi)變異系數(shù)表示，其結(jié)果（見表2）符合GB/T27417—2017[1]中被測組分含量為1 mg/kg～10 mg/kg 時實(shí)驗(yàn)室內(nèi)變異系數(shù)小于11%的要求。

表2 標(biāo)準(zhǔn)溶液變異系數(shù)及準(zhǔn)確度表

4.3 檢出限

空白樣品前處理方法，檢出限：L=4.6Sb，Sb為測定次數(shù)n 次的空白平行測定（批內(nèi)）標(biāo)準(zhǔn)差（重復(fù)測定20 次以上）[2]，21 個空白值測定結(jié)果為0.018、0.011、0.015、0.013、0.016、0.009、0.005、0.018、0.020、0.021、0.007、0.012、0.016、0.019、0.011、0.019、0.009、0.005、0.010、0.015、0.013 mg/L，平均值0.013 mg/L，標(biāo)準(zhǔn)偏差0.0049，方法定量限為方法檢出限的3 倍，方法檢出限為0.0225 mg/L，定量限為0.0675 mg/L，方法檢出限小于原子吸收分光光度法測定污水GB/T11911—1989[3]中的檢出限。

4.4 樣品分析及加標(biāo)回收

對于沒有雜質(zhì)堵塞儀器吸樣管的清澈水樣，可直接噴入火焰進(jìn)行測定。如測總量或含有有機(jī)質(zhì)較高的水樣時，必須進(jìn)行消解處理[4]。取某煤礦的2 個礦井水分別編號為礦井水樣1 和礦井水樣2，處理時先將水樣搖勻，分取水樣置于燒杯中，每100 mL水樣加5 mL 硝酸，置于電熱板上在近沸騰狀態(tài)下將樣品蒸至近干，冷卻后重復(fù)上次操作一次。用鹽酸（1+1）3 mL 溶解殘?jiān)?，?%鹽酸沖洗杯壁，用經(jīng)鹽酸（1+1）沖洗干凈的快速定量濾紙濾入100mL 容量瓶中，以1%鹽酸定容至刻度線。每個樣品及加標(biāo)樣品重復(fù)測6 次，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和回收率，結(jié)果見表3（注意：加標(biāo)樣品和樣品處理方法相同）。

表3 樣品準(zhǔn)確度及精密度表

用加標(biāo)回收的方法對準(zhǔn)確度進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果方法回收率符合GB/T 27417—2017 中被測組分含量為1 mg/kg～100 mg/kg 時方法回收率在90%～110%的要求。不同樣品的6 次檢測結(jié)果的室內(nèi)變異系數(shù)表示精密度，其結(jié)果符合GB/T 27417—2017[1]中被測組分含量為1 mg/kg～10 mg/kg 時實(shí)驗(yàn)室內(nèi)變異系數(shù)小于7.5%的要求

5 結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)對標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)、檢出限、標(biāo)準(zhǔn)樣品和實(shí)際樣品的準(zhǔn)確度、精密度和加標(biāo)回收率進(jìn)行了考察驗(yàn)證，其數(shù)值大小均符合質(zhì)量保證的要求，初步判定用火焰原子吸收法測煤礦水中的鐵是可行的。