原子吸收光谱法测定水体中铜离子含量的方法

铜是水体中常见的重金属元素之一，适量的铜是生物体必需的微量元素，但浓度过高则会对水生生态系统和人体健康产生危害。因此，准确测定水体中铜离子含量对于水质评价和环境监测具有重要意义。原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectrometry, AAS）因其灵敏度高、选择性好、操作相对简便，已成为测定水中铜含量的首选方法之一。

我国现行标准《水质 铜、锌、铅、镉的测定 原子吸收分光光度法》（GB/T 7475-1987）明确规定了采用原子吸收光谱法测定水中铜的方法。本文系统阐述该方法测定水体铜离子含量的基本原理、操作步骤及质量控制要点。

方法原理

原子吸收光谱法的基本原理基于基态原子对特征波长光的吸收作用。铜空心阴极灯发射出波长为324.7 nm的特征谱线，当该光线通过被原子化的铜原子蒸气时，基态铜原子吸收特定波长的辐射，其吸收程度（吸光度）与原子蒸气中基态铜原子的浓度成正比。将待测样品溶液经雾化后引入火焰（火焰原子化法），在高温火焰中被原子化，测定其对特征谱线的吸光度。通过测定一系列已知浓度铜标准溶液的吸光度，绘制校准曲线，再将样品测得的吸光度代入校准曲线，即可计算出样品中铜离子的含量。

样品采集与保存

采集水样时应使用洁净的聚乙烯瓶或玻璃瓶。自来水样品需放流3分钟后采集；地表水、地下水及废水样品应按规范方法采集。样品采集后应在4 ℃条件下避光保存，并尽快进行分析。如不能及时测定，应加入适量硝酸将样品酸化至pH<2，以抑制金属离子的吸附和沉淀。

样品预处理是保证测定准确性的关键环节。根据测定目标不同，预处理方式有所区别：若测定溶解态铜，可将酸化后的样品过滤后直接测定；若测定总铜（金属总量），则需进行消解处理。

消解操作步骤为：准确量取100 mL混匀水样，置于200 mL烧杯中，加入5 mL硝酸，在电热板上加热消解（注意控制温度，避免沸腾），蒸至约10 mL。取下冷却后，加入5 mL硝酸和2 mL高氯酸，继续消解，蒸至约1 mL。若消解不完全，可重复上述加酸消解操作。取下冷却，加水溶解残渣，转移至100 mL容量瓶中，用去离子水定容至标线，摇匀待测。同时取100 mL 0.2%硝酸溶液，按相同步骤进行消解，作为空白试验。

对于清洁水样或经确认无需消解的样品，可直接取酸化后的样品进行测定。

校准曲线绘制

取铜标准储备液（1000 mg/L），用0.2%硝酸逐级稀释，配制成适当浓度的铜标准使用液。根据样品中铜的预估浓度范围，配制系列标准溶液。以火焰原子吸收法为例，可吸取混合标准溶液0、0.50、1.00、3.00、5.00和10.00 mL，分别置于六个100 mL容量瓶中，用0.2%硝酸稀释定容，配制成铜浓度分别为0、0.25、0.50、1.50、2.50、5.00 mg/L的标准系列。按样品测定步骤测量各标准溶液的吸光度，以吸光度为纵坐标、对应浓度为横坐标绘制校准曲线，拟合线性回归方程，相关系数应达到0.999以上。

仪器测定

将原子吸收分光光度计调至最佳工作状态。铜的分析线波长为324.7 nm，采用空气-乙炔火焰（氧化型），狭缝宽度一般设为0.7 nm。仪器用0.2%硝酸溶液调零。依次吸入空白溶液、标准系列溶液及经预处理的样品溶液，测量各溶液的吸光度。样品测定过程中，应定期插入标准溶液进行核查，以确保仪器状态的稳定性。

样品中铜离子的浓度由校准曲线查得，或由仪器直接读出。若样品经消解稀释，计算结果时须乘以相应的浓缩或稀释系数。