硝酸铝对石墨炉原子吸收光谱法测定饮用水中铍的改进
铍及其化合物是剧毒的，我国建设部制定的《城市供水水质标准》（CJ/T 206—2005）以及我国卫生部制定的《生活饮用水水质卫生标准规范》中规定生活饮用水中铍的限值为0.002 mg/L。目前测定生活饮用水中铍的常用方法有铝试剂分光光度法、桑色素荧光法及石墨炉原子吸收法，分光法测定铍干扰多，灵敏读低，并且需要富集，耗时、成本高，污染环境。石墨炉原子吸收法简便、快捷，但是存在严重的基体干扰，灵敏度也不够理想。本文通过向水样中加入适量的硝酸铝做基体改进剂，克服石墨炉原子吸收法中的基体干扰，增加测量的灵敏度。
1实验部分
1.1仪器与试剂
PerkinElmer AA-600型原子吸收分光光度计；PerkinElmer AS-800自动进样器；横向加热热解涂层石墨管；铍空心阴极灯；氩气。
铍标准储备液[r（Be）=10 mg/L]：称取1.968 g硫酸铍（BeSO4·4h2O）于1000 mL容量瓶中，加盐酸（1+19）50 mL溶解后，加纯水稀释至刻度。储存于玻璃瓶中，在冰箱中保存。
铍标准使用溶液[r（Be）=10 mg/L]：用铍标准储备液逐级稀释至刻度，用时现配。
硝酸铝溶液[r=39g/L]：称取Al（NO3）3·9H2O 3.9 g于100 mL容量瓶，用纯水定容至刻度，摇匀。
1.2仪器条件
波长234.9 nm；狭缝宽度0.7 nm；灯电流20 mA；测量方式：峰面积。
表1 石墨炉操作条件
步骤 | 温度/℃ | 斜坡时间/s | 保持时间/s | 内气流（mL/min） | 读数时间/s |
1 | 110 | 5 | 25 | 250 | 0 |
2 | 130 | 5 | 45 | 250 | 0 |
3 | 1600 | 8 | 15 | 250 | 0 |
4 | 2400 | 0 | 3 | 0 | 3 |
5 | 2500 | 1 | 3 | 250 | 0 |
1.3标准曲线制备
移取0.00、0.50、1.00、1.50、2.00 mL铍标准使用溶液分别加入5个100 mL容量瓶中，再分别加入硝酸铝溶液0.5 mL及浓硝酸0.2 mL，用纯水定容至刻度，摇匀，按上述仪器条件进样40mL进行测定。
1.4 样品测定
向100 mL容量瓶中加入硝酸铝溶液0.5 mL及浓硝酸0.2 mL，用待测水样定容至刻度，摇匀，按上述仪器条件进样40 mL进行测定。
2结果与讨论：
2.1基体改进剂硝酸铝浓度的选择
测定铍1.00 mg/L的标样，使用不同Al（NO3）3·9H2O·9H2O的量做基体改进剂。由表2可见，当Al（NO3）3·9H2O的量超过164 mg/L时，得到的吸光度达到平稳。本文选择195 mg/L Al（NO3）3·9H2O作为基体改进剂。
表2 不同Al（NO3）3·9H2O的量对吸光度的影响
加入量（mg/L） | 吸光度 | 加入量（mg/L） | 吸光度 |
41 | 0.0781 | 205 | 0.1051 |
82 | 0.0850 | 246 | 0.1053 |
123 | 0.0997 | 287 | 0.1052 |
164 | 0.1050 | 410 | 0.1054 |
2.2灰化温度的选择
2.2.1纯铍标的灰化温度的选择
以2400℃为原子化温度，进样40 mL，测定1.00 mg/L标样。由表3可见，灰化温度达到1100℃时，吸光度开始下降。故选择1100℃为灰化温度。
表 3 纯铍标准溶液中灰化温度对吸光度的影响
灰化温度/℃ | 吸光度 | 灰化温度/℃ | 吸光度 |
800 | 0.0606 | 1200 | 0.0604 |
900 | 0.0635 | 1300 | 0.0409 |
1000 | 0.0640 | 1400 | 0.0185 |
1100 | 0.0653 |
2.2.2加入硝酸铝后铍标的灰化温度选择
以2400℃为原子化温度，进样40 mL，测定1.00 mg/L标样。由表4可见，灰化温度达到1600℃时，吸光度开始下降。故选择1600℃为灰化温度。
表4 加入硝酸铝后灰化温度对吸光度的影响
灰化温度/℃ | 吸光度 | 灰化温度/℃ | 吸光度 |
1100 | 0.0974 | 1600 | 0.1033 |
1200 | 0.0945 | 1700 | 0.0952 |
1300 | 0.0992 | 1800 | 0.0807 |
1400 | 0.1019 | 1900 | 0.0530 |
1500 | 0.1013 |
从以上结果可以看出，加入硝酸铝后允许灰化温度提高了500℃。1.00 mg/L铍标准加入硝酸铝比不加入硝酸铝的吸光度提高了60℅。
2.3原子化温度的选择
以1600℃为灰化温度，进样40 mL，测定1.00 mg/L铍的标样。由表5可见，原子化温度达到2400℃时，吸光度达到平稳，故本文选择2400℃为原子化温度。
表5 原子化温度对吸光度的影响
原子化温度/℃ | 吸光度 | 灰化温度/℃ | 吸光度 |
1900 | 0.0006 | 2300 | 0.1032 |
2000 | 0.0577 | 2400 | 0.1073 |
2100 | 0.0892 | 2500 | 0.1075 |
2200 | 0.0950 |
2.4共存元素的干扰
针对水中基体成分，考察共存元素对铍测定的干扰，以相对误差不超过8℅视为无干扰，向0.20 mg/L铍标样中分别加入Na 200 mg/L、Ca 150 mg/L、Mg 100 mg/L、Mn 1 mg/L、Zn 10 mg/L、Cu 10 mg/L、Fe 10 mg/L、K 10 mg/L、Cl- 250 mg/L、F- 10 mg/L、SO42- 250 mg/L、HPO42- 250 mg/L，均无干扰。
2.5检出限和测定限
按上述仪器条件进样40μL测定0.2、0.4、0.6、0.8 mg/L铍标准系列，得出标准曲线斜率K=0.11715。对空白溶液进行11次测定得出空白溶液的标准偏差SD=0.0002。计算方法的检出限为：3SD/K=3×0.0002/0.11715=0.005 mg/L。
测定限为：10×检出限=10×0.005=0.05 mg/L。
2.6.精密度和准确度
对4种水样进行加标回收率和精密度测定。由表6可见，回收率为95%~104℅，相对标准偏差小于5℅，符合痕量分析要求。
表6 加标回收率和精密度
水样 | r/（µg·L-1） | 回收率/% | 测定次数 | 相对标准 偏差/% | |
本底值 | 加标量 | ||||
地表水 | <0.05 | 0.20 | 104.0 | 7 | 5.0 |
出厂水 | <0.05 | 0.20 | 98.6 | 7 | 1.5 |
地下水 | <0.05 | 0.20 | 95.6 | 7 | 1.6 |
管网水 | <0.05 | 0.20 | 102.4 | 7 | 2.0 |
2.7 改进机理初探[1]
加入硝酸铝不但可以排除干扰而且可以提高吸光度，原因推测如下：
① 铍与改进剂中的铝形成热稳定的铍铝合金，使允许灰化温度提高了500℃，所以基体在灰化时大部分已经灰化掉了，故加入硝酸铝能起到排除干扰的效果。
②
