原子吸收分光光度法与二氮杂菲分光光度法测水中铁的比较

【摘要】  目的 比较原子吸收分光光度法与二氮杂菲分光光度法测定水中总铁的差异。 方法 在21份不同类型的水质中分别用两种方法进行分析测定，比较其测定结果，方法的回收率，准确度和精密度。 结果 21份水样用二种方法测定结果经配对t检验，结果差异无统计学意义（t=0.76,P>0.05），二氮杂菲分光光度法的回收率为96%～103%，标准偏差0.011～0.008，相对标准偏差为2.5%～7.5%。原子吸收分光光度法的回收率是95%～106%，标准偏差为0.008～0.007，相对标准偏差为2.5%～6.3%。 结论 两种测定方法均能达到较好的准确度和精密度，原子吸收分光光度法工作效率高，但仪器昂贵。可根据各自的实际条件选用不同的测定方法。

【关键词】  分光光度法 原子吸收 二氮杂菲 水 铁

铁在地壳中分布很广，但天然水中铁的含量较低，其溶解度和状态主要取决于水的pH值和氧化─还原电势。通常地表水的pH值在6.0～9.0之间，溶解形式存在的铁一般都在1mg/L以内，但当地表水受污染，或地下水、井水由于地质不同铁的含量就有所不同了，有的可高达几百毫克/升。铁是人体生理必不可少的微量元素之一，它是合成血红蛋白的主要原料之一，当铁缺乏时不能合成足够的血红蛋白，造成缺铁性贫血，铁还是人体内参与氧化原还反应的一些酶和电子传递的组成部分，如过氧化氢酶和细胞色素都含有铁，成年人每天须摄入铁，男12mg，女18mg［1］。但摄入过量的铁也会引起中毒或造成高铁性贫血，一般生活饮用水要求达到铁≤0.3mg/L［2］。

　　1  材料与方法

　　1.1  测试水样  21份测试水样中水库水5份，溪河水4份，井水12份，均为送检水样。

　　1.2  测定原理

　　1.2.1  原子吸收分光光度法测定原理  水中铁离子被原子化后，吸收来自铁元素空心阴极灯发出的共振线，吸收共振线的量与样品中铁元素的含量成正比，在其他条件不变的情况下，根据测量被吸收后的谱线强度，与标准系列比较定量。

　　1.2.2  二氮杂菲分光光度法测定原理  在pH值3～9的条件下，低铁离子和二氮杂菲生成稳定的橙色络合物，在波长510nm处有最大光吸收，二氮杂菲过量时，控制溶液pH 2.9～3.5可使显色加快，水样先经加酸煮沸溶解铁的难溶化合物，同时消除氰化物，亚硝酸盐，多磷酸盐的干扰，加入盐酸羟胺将高价铁还原为低价铁，也可以消除氧化剂的干扰［3］。

　　1.3  试剂

　　1.3.1  配制同《生活饮用水检验规范》11.2.3.1-4.

　　1.3.2  铁单元素标准液  由国家标准物质研究中心提供，编号GBW08616。按说明临用时配成［ρ(Fe)=10.0μg/ml］。

　　1.4  仪器

　　1.4.1  二氮杂菲分光光度法仪器  150ml三角烧瓶，50ml具塞比色管，722型光栅分光光度计, 所有玻璃器具均用5%硝酸浸泡。

　　1.4.2  原子吸收分光光度法仪器  WFX-120原子吸收分光光度计，配铁元素空心阴极灯，北京瑞利分析仪器公司。

　　1.4.2.1  测定条件  波长248.3nm，狭缝0.2nm，灯电流2mA，燃烧器高度6nm，空气压力0.3MPa ， 乙炔压力0.05～0.07Mpa，空气流量6.5L/mim，乙炔流量1.7L/min。

　　1.5  实验分析步骤

　　1.5.1  二氮杂菲分光光度法测水中总铁含量  取150ml三角烧瓶8个分别加入铁标准使用液［ρ(Fe)=10.0μg/ml］,0、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00ml，各加纯水至50ml，取待测水样50ml于三角烧瓶中，同时作平行样和试剂空白，于上述标准系列及样品瓶中各加入4ml盐酸(1+1)，1ml盐酸羟胺(100g/L)，电热板上加热煮沸至约30ml，冷却至室温移入50ml具塞比色管中，各加2ml二氮杂菲溶液(1.0g/L)，混匀再各加10.0ml乙酸铵缓冲液(pH4.2)，各加纯水至50ml混匀，放置15min，于722型光栅分光光度计，510nm波长，用2cm比色皿的纯水作参比测量吸光度，计算出相关回归方程，由回归方程求出样品中总铁含量。

　　1.5.2  原子吸收分光光度法测定水中总铁含量  在(1.4.2.1)条件下,将标准系列（mg/L）0、0.10、0.50、1.00、1.50、2.00、3.00、5.00及样品依次喷入火焰，在软件工作站绘制标准曲线并读取样品中总铁含量(mg/L)。

　　2  结果

　　2.1  两种方法测定结果的比较  将送检的21份不同类型的水样用原子吸收分光光度法(直接法)和二氮杂菲分光光度法用时进行测定,其结果见表1。由表1可见两种方法测定结果差异无统计学意义,(经配对t检验,t=0.76，t0.05(20)=2.086,t0.05)。

　　表1  两种方法测定21份水中总铁含量结果（略）

　　2.2  两种测定方法回收率的比较

　　2.2.1  二氮杂菲分光光度法测定水中总铁加标回收试验  于7份水样中分别加入铁标准相当于1.00mg/L进行回收,其回收率在96%～103%之间,见表2。

　　2.2.2  原子吸收分光光度法测定水中总铁（直接法）加标回收试验  于7份水样中分别加入铁标准相当于1.00mg/L进行回收，回收率在95%～106%之间，见表3。

　　2.3  两种方法测定结果精密度的比较

　　2.3.1  二氮杂菲分光光度法测定结果的精密度  取7份不同水样分别进行7次重复测试，其测试结果标准差0.011～0.008，相对标准偏差2.5%～7.5%，见表4。

　　2.3.2  原子吸收分光光度法测定结果的精密度  取7份不同水样分别进行7次重复测试，所得结果标准差0.008～0.007，相对标准偏差2.5%～6.3%，见表5。

　　表2  二氮杂菲分光光度法测定回收试验结果（略）

　　表3  原子吸收分光光度法测定回收试验结果（略）

　　表4  二氮杂菲分光光度法测定结果及精密度（略）

　　表5  原子吸收分光光度法测定结果及精密度（略）

　　3  结论
   
　　上述比较结果表明，原子吸收分光光度法（直接法）与二氮杂菲分光光度法测定水中总铁均能得到满意的结果。两种测定方法在21份不同水样的测定结果中，经配对t检验结果差异无统计学意义（t=0.76,P<0.05），而且同样都有较好的准确度和精密度。二氮杂菲分光光度法最低检出浓度为0.05mg/L［4］，测定一份样品所需时间2h。原子吸收分光光度法（直接法）在（1.4.2.1）条件下最低检出浓度0.10mg/L，测定一份样品所需时间40min（包括仪器预热），并且可以同时测定锰、锌、铜、镉、铅等物质。原子吸收分光光度法（直接法）不仅能够满足生活饮用水检验的需要，而且相对于二氮杂菲分光光度法来说，可以缩短测定时间，提高工作效率。所以，在有经济条件的情况下，测定水中总铁应当选用原子吸收分光光度法，并且在微量分析时可选取原子吸收分光光度法中的萃取法，它的最低检出浓度为0.025～0.3mg/L。若须进行痕量分析则可采用共沉淀法，它的最低检出浓度可到达0.01～0.05mg/L。故此，应当尽可能地在实验室配备原子吸收光度计，这对于实验室测定水中的金属离子将起到节省人力和时间的作用。

【参考文献】
  　　［1］ 刘志诚,于守洋. 营养与食品卫生学［M］.北京:人民卫生出版社,1993,32～35.

　　［2］ 中华人民共和国国家标准．生活饮用水卫生标准［S］. GB57. 49～85.

　　［3］ 水质分析大全编写组．水质分析大全［M］.重庆:科学技术文献出版社重庆分社,1989.

　　［4］ 中华人民共和国卫生部.生活饮用水卫生规范［M］．2001,111～119.

作者单位：普宁市疾病预防控制中心，广东 普宁 515300