职业卫生与 息姓埋 ｉ 年§月第§ 第４期 凸… Ｈ。ａ１ ｋ 卫… Ａ一 。，土 ． ｌ ｖ。１． Ｎ。．４ ．苎 ． ＤＯＩ：１０．１６３６９￣．ｏｈｅｒ．ｉｓｓｎ．１００７－１３２６．２０１５．０４．００８ ・论 著・ 火焰原子吸收法测定钾、钠离子浓度铯加入量讨论 孔庆宇，陈杵序 辽宁省安全生产技术中心，辽宁沈阳１ １００４４ 摘要：目的探讨铯作为电离抑制剂对钾钠溶液的电离影响，寻求其在工作场所空气有毒物质测定中的最佳加入量。方 法对比《水质钾和钠的测定火焰原子吸收分光光度法》（ＧＢ １１９０４—１９８９），采用火焰原子吸收分光光度法，在仪器最 佳检测条件下，做出标准曲线，对方法检出限、精密度和准确度进行测试，并对其抑制作用结果进行统计分析。结果选取铯 离子质量浓度为３４１ ｍｇ／Ｌ、６８２ ｍｇ／Ｌ时为工作场所空气中（钠、钾）及其化合物测定的最佳加入量。加入特定浓度的铯 后，钠离子曲线的相关系数为０．９９９ ６，线性范围为０．０～５．０ Ｉｘｇ／ｍＬ，检出限为０．００７￣ｇ／ｍＬ，最低检出浓度为０．００１ ｍ咖，；钾 离子曲线的相关系数为０．９９９ ４，线性范围为０．０～１０．０￣ｇ／ｍＬ，检出限为０．０１５ ｐ．ｇ／ｍＬ，最低检出浓度为０．００２ ｍｇ／ｍ，。结 论与不加入电离抑制剂相比，加入适量铯后检测方法的灵敏度更高。 关键词：电离抑制剂；钠电离；钾电离；火焰原子吸收分光光度法 中图分类号：０６５７．３１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００７—１３２６（２０１５）０４—０２５７—０３ Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｃｅｓｉｕｍ ｎｉｔｒａｔｅ ｉｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｗｉｔｈ ＦＡＡＳ ＫＯＮＧ Ｑｉｎｇｙｕ，ＣＨＥＮ Ｃｈｕｘｕ（Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ Ｃｅｎｔｅｒｆｏｒ Ｓａｆｅｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｈｅ ａｄｄｅｄ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｃｅｓｉｕｍ ｎｉｔｒａｔｅ，ａｓ ｔｈｅ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ，ｏｎ ｔｈｅ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｎｄ ｓｏｄｉｕｍ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｂｙ ｆｌａｍｅ ａｔｏｍｉｃ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ＧＢ １ １９０４－８９“ｔｈｅ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｎｄ Ｓｏｄｉｕｍ ｉｎ Ｗａｔｅｒ ｂｙ Ｆｌａｍｅ Ａｔｏｍｉｃ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ”，ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｓｉｕｍ ｎｉｔｒａｔｅ ｉｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｔｏｘｉｃ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｉｎ ｗｏｒｋｐｌａｃｅｓ ｗａｓ ｒｅｖｉｓｅｄ．Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔｉｎｇ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｕｒｖｅ，ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔ，ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｗｅｒｅ ｔｅｓｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｃｅｓｉｕｍ ｉｏｎ ｗｅｒｅ ３４１ ｍｇ／Ｌ ａｎｄ ６８２ ｍｇ／Ｌ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ａｎｄ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ．Ａｆｔｅｒ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｓｉｕｍ ｎｉｔｒａｔｅ，ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｉｃｉｅｎｔｆ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ｃｕｒｖｅ ｗａｓ ０．９９９ ６，ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｒａｎｇｅ ｗａｓ ０．０—５．０￣ｇ／ｍＬ．ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔ ｗａｓ ０．００７￣ｇ／ｍＬ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ０．００１ ｍｇ／ｍ ．Ｆｏｒ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ，ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗａｓ ０．９９９ ４，ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｒａｎｇｅ ｗａｓ ０．０—１０．０ ｔｒｇ／ｍＬ，ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔ ｗａｓ ０．０１５￣ｇ／ｍＬ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｗａｓ ０．００２ ｍｇ／ｍ ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｃｅｓｉｕｍ ｎｉｔｒａｔｅ ａｓ ｔｈｅ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ｃｏｕｌｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ；ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ；ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ；ｆｌａｍｅ ａｔｏｍｉｃ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ 在应用火焰原子吸收分光光度法测定钾、钠离子 时，应适度提高电离抑制剂的加人量，来消除电离干 的过程中，由于钾、钠的电离，参与原子吸收的钾基态 扰。但出于对样品测定时信噪比的考虑，鉴于背景吸收 原子数减少，吸光度下降，导致测定结果产生误差。为 随铯离子溶液的增加而增大，严格控制其加入量也是 克服这一现象，需在标准溶液和被测样品中加入一定 至关重要的。加人多少铯离子，才能使参与原子吸收的 量的更易电离的物质，作为钠离子和钾离子的电离抑 基态原子数不至于减少，背景吸收不至太高，正是本次 制剂。在碱金属元素中，铯的电离电位（３．９５ ｅＶ）比钾 实验欲解决的问题。 的电离电位（４．３１６ ｅＶ）和钠的电离电位（５．１２ ｅＶ）［１１低， 当钾、钠和铯共存时，铯最先电离，其结果是提供了足 １材料与方法 够的电子，使电离平衡向基态原子方向移动，抑制了 １．１仪器 钾、钠的电离。在实践中发现，应用国标《水质钾和钠 原子吸收分光光度计采用美国赛默飞世尔科技有 的测定火焰原子吸收分光光度法》（ＧＢ １１９０４—１９８９） 限公司ＩＣＥ ３０００型。仪器条件：钠空心阴极灯灯电流 波长５８９．０ｎｍ，通带０．２ｎｍ，燃气流量１．１ Ｕｍｉｎ，燃 中提供的铯离子的加入量，并不适用于工作场所钾、钠 ８ｍＡ，及其化合物绘制标准曲线时需要的浓度范围，没有达 烧器高度７．０ ｉｎｎ；钾空心阴极灯灯电流８ ｍＡ，波长 ５ ｒｉｍ，通带０．５ ｎｍ，燃气流量１．２ Ｌ／ｍｉｎ，燃烧器高 到完全消除钾、钠电离干扰的目的。当钾、钠浓度增大 ７６６．作者简介：孑Ｌ庆宇（１９８２一），男，大学本科，工程师，主要从事职业卫生工作 度７．０ ｍｍ。 职业卫生与应急救援２０１５年８月第３３卷第４期 Ｏｅｃｕｐ Ｈｅａｔｈ＆Ｅｍｅｒｇ Ｒｅｓｃｕｅ，Ａｕｇ．２０１５ Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．４ 所有玻璃器皿均用１ ｍｏｌ／Ｌ的浸泡２４ ｈ，再用 去离子水冲洗。 存放样品的容器为聚乙烯塑料瓶。 １．２试剂 国家液体标准物质来自国家有色金属及电子材料 分析测试中心，钠编号ＧＳＢ ０４—１７３８—２００４，钾编号 ＧＳＢ ０４—１７３３—２００４，标准值均为１ ０００ Ｉｚｇ／ｍＬ，相对扩 展不确定度均为０．７％；铯为分析纯，来自国药集 团化学试剂有限公司。 １．３溶液的配制 依据《工作场所空气有毒物质测定》（ＧＢＺ／Ｔ １６０— ２００４）嘲，取钠标准物质５．０ ｍＬ，钾标准物质１０．０ ｍＬ，分 别用去离子水稀释至１００．０ ｍＬ，制得５０ ｔｘｇ／ｍＬ的钠标 准储备液及１００ ｔｘｇ／ｍＬ的钾标准储备液。 １．４标准曲线的绘制 检测前取多支２０ ｍＬ塑料比色管，分别加入２．０ ｍＬ 的钠、钾标准储备液，各加入不同体积的１０ ｇ／Ｌ的 铯溶液『３］，加水定容到２０．０ ｍＬ，此系列溶液中钠、钾的 质量浓度各为５．０ Ｉ￣ｇ／ｍＬ、１０．０ ｔｘｇ／ｍＬ。以铯离子质量浓 度对钠、钾的吸光度（Ａｂｓ）绘制曲线，从中选择出铯离 子的最佳加入量。 依据《工作场所空气有毒物质测定》（ＧＢＺ／Ｔ １６０— ２００４）圆，绘制钾、钠的标准曲线，根据已经选择的铯离 子最佳加入量，加入铯溶液。 ２结果 ２．１ 电离效应的影响 由实验所得铯离子加人量与其对应的钾、钠吸光 度值见表１。以表１数据绘制得图１。 表１铯离子加入量与其对应的钾、钠吸光度值 Ｐｓ ／（ｍ Ｌ） 图１钾、钠的吸光度随铯离子加入量的变化曲线 由图ｌ中钠溶液的吸光度曲线可以看出，当加入 铯离子的量为１７０．５ ｍｇ／Ｌ时，钠的吸光度值有显著的 增大，并随着铯离子加入量的增大呈现逐渐上升趋势， 但随着铯离子浓度的不断增大，钠的吸光度值变化趋 势相对减缓，曲线趋于平直。观察表１可发现随着铯离 子浓度增大，溶液的吸光度值上升并不明显，背景吸收 随铯离子溶液的增加而增大，这会导致信噪比下降，故 而选取加入的铯离子的最佳质量浓度为３４１ ｍｇ／Ｌ。同 理，观察钾的吸光度曲线，选取加入的铯离子的最佳质 量浓度为６８２ ｍｇ／Ｌ。加入铯离子后，与相同环境及仪器 条件下的空白试验相对比，钾的吸光度值提高４４％； 钠的吸光度值提高１５％。 ２．２标准曲线与工作曲线 绘制得到的钠、钾标准曲线与工作曲线之间的斜 率和截距相差很小，两条曲线都基本重合，这表明洗脱 分离过程中被检元素基本无损失，同时也说明，实验所 选定的条件是合理的。见图２、图３。 Ｐ ／（ｇＬ） 图２钠的工作曲线与标准曲线 ｐＫ／（ Ｌ） 图３钾的工作曲线与标准曲线 职业卫生与应急救援２０１５年ｇ月第３３卷第４期０ｃ ｐ Ｈｅａｌｔｈ＆Ｅｍｅｒｇ Ｒｅｓｃ ｅ，Ａ ｇ．２０１５ Ｖｏｌ３３ Ｎ。．４ ．２５９． ２．３ 方法的线性范围、检出限、最低检出浓度 ３５ Ｌ的钠国家液体标准物质，吸附２ｈ，放人１０．０ｍＬ 本方法的钾离子在０．０～１０．０￣ｇ／ｍＬ的质量浓度 水中，洗脱１０ｍｉｎ，每张含钠的质量为Ｏ、１５、２５、３５ ｇ，进行 范围内，其浓度与吸光度值呈线性关系，回归方程ｙ＝ 钠准确度实验。计算结果见表４。 ０．１４０ ５２Ｘ＋０．００１ ４，相关系数为０．９９９ ４（ 为离子质 量浓度，ｙ为吸光度值）；用空白溶液重复测定１Ｏ次， 取１２片微孔滤膜，分成４组，分别加入０、２５、５５、 ７５ Ｌ的钾国家液体标准物质，吸附２ ｈ，放人１０．０ ｍＬ 用标准差法计算本方法的检出限为０．０１５＃，ｇ／ｍＬ，以 水中，洗脱１０ ｍｉｎ，每张含钾的质量为０、２５、５５、７５ ｇ， 采样体积为７５ Ｌ计算，本方法的最低检出浓度为 进行钾准确度实验。计算结果见表５。 ０．００２ ｍｇ／ｍ。。而《工作场所空气有毒物质测定钾及其 化合物》（ＧＢＺ／Ｔ １６０．１７—２００４）中的相关方法检出限为 ０．０２０ ｐ，ｇ／ｍＬ，最低检出浓度为０．００３ ｍｇ／ｍ 。 本方法的钠离子在０．０～５．０＃，ｇ／ｍＬ浓度范围内， 其浓度与吸光度值呈线性关系，回归方程Ｙ＝０．２９４ ６８Ｘ＋０．０４９ ４，相关系数为０．９９９ ６（Ｘ为离子质量浓 度，】，为吸光度值）；用空白溶液重复测定１０次，用标准 差法计算本方法的检出限为０．００７ ｐ￣ｇ／ｍＬ，以采样体积 为７５ Ｌ计算，本方法的最低检出浓度为０．００１ ｍｇ／ｍ。。 《工作场所空气有毒物质测定钠及其化合物》（ＧＢＺ／Ｔ １６０．１８—２００４）中的方法检出限为０．０２０ ｐ，ｇ／ｍＬ，最低检 出浓度为０．００３ ｍｇ／ｍ 。 ２．４精密度实验 选取钾在标准曲线最低点的浓度２．０ ｐ，ｇ／ｍＬ、中间 点浓度６．０ ｐ，ｇ／ｍＬ及最高点浓度１０．０ ｐ，ｇ／ｍＬ，钠在曲线 最低点浓度１．０￣ｇ／ｍＬ、中间点浓度３．０￣ｇ／ｍＬ及最高 点浓度５．０ ｐ￣ｇ／ｍＬ，每个浓度连续重复进样测定６次， 计算其标准偏差（ＳＤ）及相对标准偏差（ＲＳＤ）。其结果 符合《职业卫生标准制定指南第４部分：工作场所空 气中化学物质测定方法》（ＧＢＺ／Ｔ２１０．４—２００８） 测定数 据。见表２、表３。 表２钾的精密度实验 ２．５方法的准确度实验 取１２片微孔滤膜，分成４组，分别加入０、１５、２５、 表４对钠方法准确度 表５对钾方法准确度 ３讨论 由本实验可以看出，在使用火焰原子吸收分光光 度法测定钾、钠及其化合物时，加入铯确实可以抑 制钾、钠的自身电离。但《水质钾和钠的测定火焰原 子吸收分光光度法》（ＧＢ １１９０４—１９８９）中提供的铯离子 的加入量４０９．１３ ｍｇ／Ｌ，并不适用于工作场所钾、钠及 其化合物绘制标准曲线时需要的浓度范围。本实验依 据ＧＢＺ／Ｔ １６０．１７—２００４、ＧＢＺ／Ｔ １６０．１８—２００４中钾、钠 及其化合物测定的曲线范围，重新选取了铯离子的合 理加入量。与原标准方法相比，灵敏度高，检出限低，工 作曲线与标准曲线基本相同，精密度和准确度均满足 ＧＢＺ／Ｔ ２１０．４—２００８的职业卫生标准 的要求，值得在职 业卫生检测中推广应用。 参考文献 ［１］杨思琦，许勇强，温湘玉．火焰原子发射法测定铀酰中的微量铯［ＪＪ． 原子能科学技术，１９９１，２５（３）：７１—７６． ［２］中华人民共和国卫生部．ＧＢＺ／Ｔ １６０—２００４工作场所空气有毒物质测 定［ｓ］．北京：人民卫生出版社，２００４． ［３］苏宁，蒋雪，扬滨．火焰原子吸收法测定钾、钠氯化铯加入量的探讨ｌＪｌＪ． 环境科技，１９９５，１５（５）：５２—５５． ［４］中华人民共和国卫生部．ＧＢＺ ２１０．４—２００８职业卫生标准制定指南第 ４部分：工作场所空气中化学物质测定方法ｆＳ］．北京：人民卫生出版 社，２００８． 收稿日期：２０１５—０２—０９ 修回日期：２０１５—０５—１７
