工业废水水样检测中镉含量的石墨炉原子吸收检测方法

工业废水中的镉是一种高毒性重金属污染物，即使低浓度也会对水生生态系统和人体健康造成严重危害。石墨炉原子吸收光谱法（GFAAS）因具有灵敏度高、检出限低（可达μg/L级）、样品用量少等优点，成为工业废水镉含量检测的首选方法。本文详细阐述该方法的原理、操作步骤及关键控制点，为实验室准确测定提供技术参考。

石墨炉原子吸收检测法的基本原理

石墨炉原子吸收光谱法基于“朗伯-比尔定律”：当镉的特征光谱（228.8nm）通过被测样品的原子蒸气时，部分光被镉原子吸收，吸收强度与镉浓度成正比。

核心是石墨炉原子化器，工作分为四阶段：干燥（去水分/溶剂，防暴沸）、灰化（除有机物/基体，保镉）、原子化（镉化合物转自由原子，产吸收信号）、净化（除石墨管残留，防记忆效应）。

与火焰法相比，石墨炉通过程序升温提升原子化效率，检出限低（0.1-0.5μg/L），适配工业废水低浓度镉测定需求。

工业废水样的预处理步骤

工业废水含悬浮物、有机物或络合物，会吸附镉或干扰测定，需硝酸-高氯酸消解释放镉离子。

步骤：取50mL水样加5mL浓硝酸，摇匀过夜（或微沸10min）；加2mL高氯酸，加热至冒白烟、体积缩至1-2mL（防干涸）；冷却后用0.5%硝酸定容至25mL，备用。

关键：高氯酸需在硝酸氧化后加，防爆炸；赶酸温度≤150℃，防镉挥发；消解后溶液若有残渣，用0.45μm滤膜过滤。

试剂与仪器的选择及准备

试剂：镉标准储备液（1000μg/mL，有证）、工作液（稀释至1.0μg/mL）、10g/L磷酸二氢铵（基体改进剂）、优级纯硝酸、超纯水（≥18.2MΩ·cm）。

仪器：石墨炉原子吸收仪（配镉空心阴极灯、塞曼背景校正）、热解涂层石墨管、电热板、A级容量瓶/移液管。

仪器调试：开机查氩气压力（≥0.3MPa），预热30min；调灯电流（3-5mA）、波长（228.8nm）、狭缝（0.5nm）；石墨管空烧除杂质。

标准曲线的绘制方法

取6支10mL容量瓶，加0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL1.0μg/mL镉标准液，各加0.5mL磷酸二氢铵，用0.5%硝酸定容，得0-0.10μg/mL标准系列。

设置石墨炉程序（干燥120℃20s、灰化400℃15s、原子化1600℃3s、净化2000℃2s），每样进样10μL，测吸光度。

以浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘曲线，要求相关性系数r≥0.999；若线性差，查标准液配制或仪器稳定性。

样品的测定与结果计算

预处理样品摇匀后取10μL进样（加0.5mL基体改进剂），平行测3次取均值；若吸光度超曲线范围，用0.5%硝酸稀释后重测。

结果计算：原水样镉浓度（μg/L）= 标准曲线查得浓度（μg/mL）×（25mL/50mL）×1000（单位转换）。例：查得浓度0.02μg/mL，原水浓度=0.02×0.5×1000=10μg/L。

工业废水检测中的干扰及消除方法

常见干扰：基体干扰（高盐/有机物）、化学干扰（钙镁络合）、背景干扰（石墨管挥发物）。

基体改进剂：磷酸二氢铵与镉形成热稳定磷酸盐，提灰化温度（300℃→500℃），除有机物干扰；分解产氨气抑制钙镁化学干扰。

背景校正：用塞曼效应分离原子/背景吸收，扣背景更准；高盐样品用“标准加入法”（加不同浓度标准液，曲线外推零点）消基体干扰。

检测过程的质量控制措施

空白试验：每批做全程空白（超纯水代替水样），吸光度≤0.010；若超标，查试剂纯度或器皿污染（用10%硝酸泡24h）。

平行样：每批做2个平行样，相对偏差≤5%；若偏差大，查样品混匀、移液或仪器稳定性。

加标回收率：选2个样品加0.5-2倍浓度标准液，回收率85%-115%为合格，验证方法准确性。

标准物质验证：每季度用GBW08607等有证标物验证，结果需在标准值不确定度内（如10.0±0.5μg/L，测值9.5-10.5μg/L），保方法稳定。