Phân tích các mẫu nước môi trường bằng lò graphit AA với hiệu chỉnh nền Hyper-Pulse.
Giới thiệu
Việc phân tích các kim loại vết trong các mẫu môi trường thường xuất hiện môt số vấn đề phân tích do các thành phần chất nền chưa biết của các mẫu đó. Nồng độ và số lượng chất gây ô nhiễm tiềm ẩn có thể thay đổi đáng kể kết quả và có thể dẫn dến khó đánh giá do quy trình lấy mẫu được sử dụng. Do đó, các nhà phân tích thường được yêu cầu để xác định nồng độ kim loại vết trong các mẫu chứa tổng chất rắn hòa tan cao. Trong số tất cả các ứng dụng có thể, ‘mẫu nước muối’ là một thách thức lớn. Mục đích của bài báo này là đánh giá hoạt động phân tích của crom, cadimi và selen trong hai dung dịch nước muối khác nhau (0,1% m / V natri clorua và 1% m / V natri clorua) khi xác định bằng phân tích lò graphit.
Crom thường được nguyên tử hóa ở nhiệt độ tương đối cao (khoảng 1400 ° C) và đối với hầu hết các trường hợp phân tích, không yêu cầu chất điều chỉnh. Cađimi là một nguyên tố dễ bay hơi và được nguyên tử hóa ở nhiệt độ tương đối thấp (khoảng 700 ° C). Nguyên tố này có thể yêu cầu thay đổi chất nền để đạt được sự ổn định và cho phép nguyên tử hóa ở nhiệt độ cao hơn. Thông thường di-amoni hydro photphat được sử dụng làm chất điều chỉnh.
Selen là một nguyên tố rất dễ bay hơi và luôn yêu cầu chất điều chỉnh ma trận, chẳng hạn như nitrat niken, magiê, canxi, lantan, palađi, bạch kim hoặc các nguyên tố khác, để đảm bảo nhiệt độ nguyên tử hóa cao và giảm thiểu bất kỳ sự can thiệp hóa học và quang phổ nào.
Sắt và photphat là những nguyên nhân phổ biến nhất gây nhiễu quang phổ thường gặp trong phân tích selen.
Thực nghiệm
Thiết bị đo đạc
Máy đo phổ hấp thụ nguyên tử GBC được trang bị hệ thống hiệu chỉnh nền hồ quang đơteri siêu xung độc đáo và lò than chì tự động GBC đã được sử dụng. Hệ thống lò graphit bao gồm bộ cấp nguồn cho lò graphit (GF) và bộ nạp mẫu tự động có thể lập trình (PAL). Phần mềm GBC AAS cung cấp khả năng kiểm soát quang phổ kế, lò nung và bộ lấy mẫu tự động, cho phép người vận hành phát triển các phương pháp đốt lò và thu thập và lưu trữ dữ liệu. Đồ họa màu thời gian thực về độ hấp thụ tín hiệu đồng thời và dấu vết nền cho phép người vận hành tối ưu hóa các điều kiện của lò. Tất cả các dấu vết đồ họa cho các tiêu chuẩn và mẫu được lưu trữ trên máy tính, cũng như các ứng dụng phương pháp, tệp kết quả và tệp đồ họa, cho phép thu hồi để đánh giá và tinh chỉnh phương pháp. Các điều kiện thiết bị để xác định crom, cadimi và selen được đưa ra trong Bảng 1. Nền graphit nhiệt phân tổng GBC được sử dụng cho tất cả các phép phân tích. GBC Cađimi và selen Super Lamps và một đèn cathode rỗng tiêu chuẩn crom đã được sử dụng.
Thuốc thử
1000 µg / mL dung dịch chuẩn Cađimi, crom và selen, axit nitric loại aristar và natri clorua và niken nitrat loại phân tích đã được sử dụng. Nước khử ion thu được thông qua thiết bị khử ion tầng hỗn hợp, thẩm thấu ngược cung cấp nước siêu tinh khiết Loại 1
Chuẩn bị mẫu và đường chuẩn
Các mẫu được chuẩn bị từ Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA) Mẫu Đánh giá Hiệu suất WS 378 (một mẫu kiểm tra chất lượng nước uống).
Mẫu 1 được chuẩn bị bằng cách lấy 10 mL cô đặc và dùng pipet cho vào bình định mức một lít chứa 5 mL HNO3 đặc và thêm nước khử ion đến vạch mức. Mẫu 2 và 3 được chuẩn bị bằng cách thêm 10 mL cô đặc vào bình định mức một lít có chứa 5 mL HNO3 đặc và thêm nước cất có chứa 0,1% m / V Na và 1% m / V Na tương ứng là clorua đến vạch mức các muối.
Mẫu 2 chứa chất nền natri 1000 mg / mL (1000 ppm) và Mẫu 3 chứa chất nền natri 10.000 mg / mL (10.000 ppm). Một hiệu chuẩn trực tiếp đã được sử dụng. Tiêu chuẩn gốc 1000 mg / mL cho mỗi nguyên tố được pha loãng để cung cấp khoảng nồng độ thích hợp cho mỗi chất phân tích trong WS 378. Phương pháp bổ sung tiêu chuẩn là không cần thiết. Thể tích mẫu được sử dụng được quy định trong Bảng 1 và một bệ graphit GBC được đặt trong ống lò để cho phép mẫu được làm khô, tro hóa và nguyên tử hóa.
Bảng 1: Các thông số phân tích cadimi, crom và selen trong các mẫu nước muối, 1, 2 và 3. Khí trơ là Argon.
| Cađimi | Crom | Selen | |
| Wavelength | 228.8 | 357.9 | 196.0 |
| Slit Width | 0.5 | 0.5 | 1.0 |
| Background Correction | On | On | On |
| Measurement Mode | Peak Height | Peak Area | Peak Area |
| Sample Volume (µL) | 15 | 15 | 16 |
| Modifier Volume (µL) | Nil | Nil | 5 |
Kết quả
Việc phát triển phương pháp cho cadimi và crom trong dung dịch nước muối được thực hiện mà không cần sử dụng chất điều chỉnh chất nền, mặc dù chất điều chỉnh chất nền cho phép tro hóa và nguyên tử hóa ở nhiệt độ cao hơn và làm giảm chất nền nền. Điều này cho phép đánh giá hiệu quả của hệ thống hiệu chỉnh nền hồ quang đơteri siêu xung. Như thể hiện trong Bảng 2, nhiệt độ xuất hiện của cadimi đã thay đổi khi sử dụng 1,0% NaCl làm chất nền.
Bảng 2: Nhiệt độ xuất hiện của cadimi và natri clorua trong axit nitric 0,5% và cadimi và natri clorua trong 0,1% natri clorua với 0,5% axit nitric và 1,0% natri clorua với axit nitric 0,5%.
| Appearance Temperature (˚C) | ||
| Matrix | Cađimi | Sodium Chloride |
| 0.5% HNO3 | 470 | |
| 0.5% HNO3 and 0.1% NaCl | 470 | 670 |
| 0.5% HNO3 and 1% NaCl | 670 | 670 |
Bảng 3: Nhiệt độ xuất hiện của crom trong axit nitric 0,5% và crom trong 0,1% natri clorua với 0,5% axit nitric, và trong 1,0% natri clorua với 0,5% axit nitric
| Appearance Temperature (˚C) | ||
| Matrix | Crom | Sodium Chloride |
| 0.5% HNO3 | 400 | |
| 0.5% HNO3 and 0.1% NaCl | 400 | 670 |
| 0.5% HNO3 and 1% NaCl | 500 | 670 |
Bảng 4: Kết quả phân tích cadimi, crom và selen trong mẫu nước EPA WS 378 pha loãng trong 0,5% HNO3 (Mẫu 1), 0,1% NaCl với 0,5% HNO3 (Mẫu 2) và 1,0% NaCl với 0,5% HNO3 (Mẫu 3 ). Kết quả được so sánh với các giá trị được chứng nhận EPA cho Cađimi, crom và selen. Tất cả các giá trị nồng độ là mg / L.
| Analyte | Sample
.
|
Measured
EPA Conc |
True
EPA Conc.
|
95%
Confidence Interval |
| Cađimi | 1 | 7.1 | 7.4 | 5.3–8.8 |
| 2 | 6.7 | 7.4 | 5.3–8.8 | |
| 3 | 7.1 | 7.4 | 5.3–8.8 | |
| Crom | 1 | 61 | 67 | 56.5–77.3 |
| 2 | 70 | 67 | 56.5–77.3 | |
| 3 | 61 | 67 | 56.5–77.3 | |
| Selen | 1 | 9.7 | 9.3 | 5.8–11.6 |
| 2 | 9.5 | 9.3 | 5.8–11.6 | |
| 3 | 7.6 | 9.3 | 5.8–11.6 |
Sự gia tăng nhiệt độ xuất hiện dẫn đến thời gian xuất hiện của tín hiệu cadimi tương tự như thời gian xuất hiện của dấu vết nền NaCl. Trong tình huống này, sự chồng chéo của tín hiệu chất phân tích và nền sẽ gây khó khăn cho hệ thống hiệu chỉnh nền thông thường (Hình 1). Sự thay đổi thời gian xuất hiện của tín hiệu cadimi cho thấy rằng NaCl tương tác với cadimi để trì hoãn nhiệt độ xuất hiện của nó. Trong công trình này, công cụ điều chỉnh ma trận đã cố ý không được sử dụng để cho phép Cd nguyên tử hóa đồng thời với sự tiến hóa của Na (Cl) ngoài nền tảng.
Hình 1. Vết Cađimi.
Hình 2. Vết Crom.
Crom là một nguyên tố chịu lửa hơn Cađimi và bị bay hơi ở 1400 ° C trong khi muối natri clorua bay hơi ở nhiệt độ thấp hơn là 670 ° C (Bảng 3). Do đó, chất phân tích và tín hiệu nền được tách biệt rõ ràng và không gây khó khăn cho hệ thống hiệu chỉnh nền deuterium siêu xung (Hình 2). Các kết quả trong Bảng 4 đối với Crom nằm trong khoảng tin cậy 95% của EPA và cho thấy sự phù hợp tốt với giá trị thực tương ứng.
Selen có thể rất khó phân tích do các phép suy luận ma trận. Một phần trăm m / V niken nitrat được sử dụng làm công cụ điều chỉnh, vì đây là công cụ điều chỉnh được USEPA khuyến nghị4. Kết quả đối với selen trong mỗi ma trận muối nằm trong độ tin cậy 95% quy định đối với WS 378 trong mỗi ma trận (Bảng 4). Mặc dù dấu vết tín hiệu và dấu vết nền chồng lên nhau, hệ thống hiệu chỉnh nền siêu xung đã có thể hiệu chỉnh chính xác nền để tạo ra một dấu vết tín hiệu có thể chấp nhận được (Hình 3).
Hình 3. Vết Selen.
Thông số lò graphit Cađimi
| Final Temp. | Ramp Time | Hold Time | Gas Type | |
| Step 1 | 90 | 1.0 | 10 | Inert |
| Step 2 | 120 | 20 | 5.0 | Inert |
| Step 3 | 120 | 0.5 | 0.5 | None |
| Step 4 | 1200 | 0.7 | 5.0 | None |
| Step 5 | 2600 | 1.0 | 2.0 | Inert |
Thông số lò graphit Crom
| Final Temp. | Ramp Time | Hold Time | Gas Type | |
| Step 1 | 90 | 2.0 | 3 | Inert |
| Step 2 | 120 | 30 | 5.0 | Inert |
| Step 3 | 600 | 10 | 5.0 | Inert |
| Step 4 | 600 | 0.5 | 0.5 | None |
| Step 5 | 2700 | 2.0 | 1.0 | None |
| Step 6 | 2800 | 1.0 | 2.0 | Inert |
Thông số lò graphit Selen
| Final Temp. | Ramp Time | Hold Time | Gas Type | |
| Step 1 | 90 | 1.0 | 10 | Inert |
| Step 2 | 110 | 20 | 5.0 | Inert |
| Step 3 | 600 | 10 | 5.0 | Inert |
| Step 4 | 13500 | 15 | 5.0 | None |
| Step 5 | 2300 | 1.0 | 2.0 | None |
| Step 6 | 2600 | 1.0 | 2.0 | Inert |
Thảo luận
Việc bơm trực tiếp nước muối vào lò nung graphit mà không điều chỉnh chất nền hoặc pha loãng có thể gây ra khó khăn trong phân tích nghiêm trọng do nhiễu nền. Phải cẩn thận làm khô và tro hóa nền mẫu một cách cẩn thận. Sự thay đổi dạng chất phân tích trong giai đoạn tro hóa có thể ảnh hưởng đến độ chính xác và độ chính xác của phép phân tích. Do đó, các điều kiện của lò phải được xác định cẩn thận để giảm thiểu sự mất mát của các loại clorua kim loại dễ bay hơi được hình thành để khi nguyên tử hóa xuất hiện một dấu vết tín hiệu đại diện. Mức nền của một mẫu như vậy đặc biệt cao và có thể ảnh hưởng xấu đến việc xác định chính xác ba yếu tố đa dạng này do hiệu ứng quá mức. Tuy nhiên, không có dấu vết đồ họa nào của chất phân tích cho thấy bất kỳ hiệu ứng hiệu chỉnh quá mức nào, và tái tạo ở đây như là dấu vết đại diện.
Kết luận
Mục đích của bài báo này là để chuẩn bị một mẫu trong nền muối, một môi trường khó phân tích và để đánh giá liệu thiết bị có thể phân tích chính xác những mẫu này trong những điều kiện khó khăn hay không. Các kết quả phân tích và dấu vết tín hiệu (Hình 1, 2 và 3) minh họa rằng các mục tiêu đã đạt được mà không gặp khó khăn, sử dụng hiệu chỉnh nền siêu xung. Điều quan trọng cần hiểu là để tránh hiệu chỉnh quá mức, tốc độ hiệu chỉnh nền cao (200 Hz) là điều cần thiết khi gặp các điều kiện phân tích khiến tín hiệu chất phân tích và nền chồng lên nhau.
Tài liệu tham khảo:
- Docekalova, H., Docked, B., Komarek, J., and Novotny, I., J.Anal.At.Spectro., 1991, 6, 661, 668.
- Tassel, D. L., Slave, V. I., and Mandjukov, P. B., Spec. Act Rev. 1990, 13, 225-274.
- Edgier, R.D., At. Absorpt. Newels. 1975, 14, 127.
- Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes, USEPA, 600/4-79-020, Revised March,
- Method 270.2
=============================================
Download tài liệu tại đây
Việt Nguyễn là đại diện phân phối của hãng GBC- Úc tại Việt Nam.
Tham khảo link sản phẩm hãng GBC- Úc tại đây: https://vietnguyenco.vn/…/scion-instrument-voi-cac…/
Quý khách có nhu cầu tư vấn, vui lòng liên hệ:
| CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI – DỊCH VỤ – KỸ THUẬT VIỆT NGUYỄN | |
| Địa chỉ | VPHCM: số N36, đường số 11, P. Tân Thới Nhất, Q.12, Tp. Hồ Chí Minh
VPĐN: Số 10 Lỗ Giáng 5, phường Hòa Xuân, quận Cẩm Lệ, Tp. Đà Nẵng VPHN: 138 Phúc Diễn, P. Xuân Phương, Q. Nam Từ Liêm, Tp. Hà Nội |
| Hotline | PHÒNG MARKETING – TRUYỀN THÔNG:
|
| info@vietnguyenco.vn | |
| Website | https://www.vietcalib.vn| https://www.vietnguyenco.vn |
