石墨爐原子吸收分光光度法測定空氣中的鈹

詹為民

（北京航天計量測試技術(shù)研究所，北京 100076）

石墨爐原子吸收分光光度法測定空氣中的鈹

詹為民

（北京航天計量測試技術(shù)研究所，北京 100076）

對 300余個樣品進行監(jiān)測，選擇靈敏度高的石墨管和最佳基體，提高灰化、原子化的溫度，確立了石墨爐原子吸收法測定空氣中鈹含量的實驗條件。樣品采用干灰化消解法，最佳溶劑為質(zhì)量分數(shù)1%的硝酸溶液，利用儀器內(nèi)置的樣品濃度計算程序，繪制工作曲線直接獲得樣品中鈹?shù)暮?。方法檢出限為0.021 μg/L，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2%（n=6），線性范圍為0～6.5 μg/L，加標(biāo)回收率為91.6%～107%。

石墨爐原子吸收分光光度法；空氣；鈹

鈹粉塵散布于大氣中對人體有全身性危害，可引起過敏性皮炎、鼻炎、氣管炎等。鈹?shù)亩拘院軓?，能誘發(fā)某些惡性腫瘤，痕量就可引起中毒，吸入較高量會中毒致死。慢性中毒的潛伏期長，可出現(xiàn)鈹肺。

鈹用于原子能領(lǐng)域，能使中子增殖作試驗反應(yīng)堆的反射層、減速劑和核武器部件等。在航天與航空領(lǐng)域，鈹是優(yōu)良的宇航材料，用于制造飛行器部件。鈹具有優(yōu)異的金屬特性，其在某些領(lǐng)域中的應(yīng)用目前尚無其它材料可以替代。因此，準(zhǔn)確監(jiān)測鈹加工車間及周邊環(huán)境空氣中鈹?shù)暮繉τ诳刂柒斘廴?、保障生產(chǎn)工人及周邊居民健康具有重要意義。

《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法 （第四版）》將空氣中鈹?shù)臋z測列為B類方法［1］。目前，國內(nèi)開展鈹檢測的單位還很少，而不同的儀器則有不同的最佳工作條件。筆者在對某鈹加工車間及周邊300余個空氣樣品的監(jiān)測過程中，通過對儀器條件的摸索，選擇靈敏度高的石墨管，在儀器不支持用基體改進劑的條件下選擇最佳基體并提高灰化、原子化的溫度，以提高分析準(zhǔn)確度，所確定的測定方法靈敏度良好；用箱式電爐控制溫度，一次完成樣品的灰化過程，用石墨爐原子吸收分光光度法直接測定鈹濃度，工作條件穩(wěn)定，方法快速、靈敏，測定結(jié)果可靠。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

原子吸收分光光度計：WFX-120型，北京瑞利分析儀器公司；

光控石墨爐電源：WF-!C型，北京瑞利分析儀器公司；

垂直平臺熱解石墨管：北京理焙碳素技術(shù)有限責(zé)任公司；

空心陰極燈：AS-1x型，Be 234.9 nm，8 ~ 20mA,北京有色金屬研究總院；

微量進樣器：50μL，上海高鴿工貿(mào)有限公司；

箱式電爐：SX3-410B型，北京太光節(jié)能技術(shù)有限公司；

數(shù)顯型電熱板：SKML-2-4型，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；

瓷坩堝：帶蓋，體積30m L；

過氯乙烯濾膜：孔徑5 μm，直徑90mm,北京北化黎明膜分離技術(shù)有限責(zé)任公司；

硝酸、鹽酸、硫酸：優(yōu)級純，北京化工廠；

鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液：編號 BW 3032-7122，10.0mg/L，中國計量科學(xué)研究院；

實驗用水：去離子水，北京微電子技術(shù)研究所。

1.2 樣品處理［1］

取適量樣品濾膜置于30m L瓷坩堝中，在箱式電爐內(nèi)恒溫800℃灰化2 h。冷卻后取出，加入2 m L鹽酸溶液（1+1），加熱溶解灰分，再加入硫酸250μL，用中速濾紙過濾至25 m L容量瓶內(nèi)，加水定容至刻度，待測。

1.3 原子吸收分光光度計工作條件

光源：鈹空心陰極燈；波長：234.9 nm；狹縫：0.4 nm；燈電流：3.5 mA；測量方式：峰高。

石墨爐升溫程序見表1。

表1 石墨爐升溫程序

1.4 測定方法

準(zhǔn)確吸取10μg/mL鈹標(biāo)準(zhǔn)工作溶液0.00，0.10，0.20，0.30，0.40，0.50mL 于 6 支 10mL 比色管中，分別加入0.1 mL濃硝酸，用去離子水稀釋至刻度，搖勻，制成標(biāo)準(zhǔn)系列。

以進樣體積20μL，按1.3原子吸收分光光度計工作條件和表1所示石墨爐升溫程序，分別測定標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品消解溶液，利用儀器對樣品濃度的計算程序，通過繪制工作曲線直接測定出被測樣品中的鈹濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 水壓

本法原子化溫度較高，儀器對水壓要求較高，實驗室原來使用抽水式水箱，實驗過程中，由于水壓波動，曾出現(xiàn)實驗中斷現(xiàn)象。通過對實驗樓水箱改造，全部更換成節(jié)水式水箱，水壓穩(wěn)定，可保證實驗正常進行。

2.2 石墨管的選擇［2］

實驗表明普通石墨管分析結(jié)果重現(xiàn)性差，使用壽命短。選擇垂直平臺熱解石墨管，耐高溫，重現(xiàn)性良好，使用壽命長，能滿足實驗要求。

2.3 樣品預(yù)處理

（1）樣品消解

原子吸收分光光度法樣品的消解一般有干法消解和濕法消解。筆者采用干灰化消解法處理鈹塵過氯乙烯濾膜樣品，操作簡便，于800℃下2 h灰化完全。與濕法消解對比，空白值低，酸使用量小，溶解效果好。

（2）測量基體的選擇［3］

石墨爐原子吸收分光光度法測定鈹時，不同的基體對原子化效率有不同的影響。因所用儀器不支持使用基體改進劑，筆者分別用硝酸和硫酸作溶劑，對灰化樣品進行溶解，以不同的酸濃度進行試驗，結(jié)果表明，最佳基體為質(zhì)量分數(shù)1%的硝酸溶液。

2.4 儀器工作條件的選擇

（1）灰化溫度和時間［4］

較高的灰化溫度有助于干擾物質(zhì)的蒸發(fā)，提高分析靈敏度。若采用700℃灰化，譜圖峰形毛糙，分析靈敏度較低。逐步提高灰化溫度至800℃，升溫時間從通常的10s延長至15 s，儀器顯示峰形光滑，靈敏度良好。

（2）原子化溫度和時間［4］

將原子化溫度由原來的2 500℃逐步提高到2 600℃，原子化時間由5 s縮短至4 s，取得良好的靈敏度。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

鈹?shù)臐舛萩在0~30μg/L范圍內(nèi)與吸光度A呈良好的線性關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為A=0.161 6c-0.003 6，相關(guān)系數(shù) r=0.999 9。

2.6 檢出限

在最佳實驗條件下，配制鈹空白溶液，連續(xù)測定12次，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差和吸光度平均值，以3倍于標(biāo)準(zhǔn)偏差的吸光度定義，求得方法檢出限為0.021 μg/L。

2.7 精密度與準(zhǔn)確度

分別取低、高濃度點（2.0，20μg/L）鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)測定6次，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.44%和1.86%。實際采集300余個空氣樣品測得灰化后溶解液濃度在0～6.5 μg/L之間。不同濃度的鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液對2個空白及8個樣品的加標(biāo)回收試驗數(shù)據(jù)見表2。由表2可知，鈹?shù)募訕?biāo)回收率為91.6%～107%。

表2 鈹樣品加標(biāo)回收試驗結(jié)果

3 結(jié)語

用原子吸收分光光度法測定空氣中的鈹，操作簡便，方法穩(wěn)定，靈敏度高，且精密度與準(zhǔn)確度較高，可推廣使用。

［1］國家環(huán)境保護總局，空氣和廢氣監(jiān)測分析方法編委會.空氣和廢氣監(jiān)測分析方法［M］.4版.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2007:221-223.

［2］王麗暉，高曉軍，鄭宏忠，等.石墨爐原子吸收光譜法測定硫酸亞鐵銨中痕量元素砷和鉛［J］.化學(xué)分析計量，2011，20(6): 89-90.

［3］嚴(yán)方，謝永杰.石墨爐原子吸收光譜法測定加氫催化劑中的痕量砷［J］.化學(xué)分析計量，2009，18(5): 48-49.

［4］程瀅，楊文武，倪劉建，等.石墨爐原子吸收法快速測定水中的四乙基鉛［J］.中國環(huán)境監(jiān)測，2009，25(5): 42-44.

Determ ination of Beryllium in Air by Graphite Furnace Atom ic Absorption Spectrometric M ethod

Zhan Weim in
( Beijing Aerospace Institute for Metrology and Measurement Technology, Beijing 100076, China)

By monitoring more than 300samples, w ith a high sensitivity of the graphite tube, the best base, elevated ashing and atom ization temperature, stable experimental conditions for determ ining beryllium in air by graphite furnace atomic absorption spectrometric method were established. The sample was digested by dry ashing method w ith the best solvent of 1% nitric acid, the content of beryllium in samples was determined by using calculation of sample concentration procedure of instruments to make the calibration curve. According to the selected experimental conditions, the detection limit was 0.021 μg/L, the relative standard deviation of the test results was less than 2%(n=6), the linear range was 0–6.5 μg/L, and the recoveries were 91.6% –107% .

graphite furnace atomic absorption spectrometric method; air; beryllium

O657.3

A

1008–6145(2012)02–0055–02

10.3969/j.issn.1008–6145.2012.02.016

聯(lián)系人：詹為民； E-mail:jenny666w tll@163.com

2011–12–19