صدرت المواصفة القياسية HJ 1453-2026 بعنوان "جودة المياه - تحديد النحاس والرصاص والكادميوم والنيكل والكروم - مطيافية الامتصاص الذري باستخدام فرن الجرافيت" رسميًا كأساس هام للكشف عن المعادن الثقيلة في المياه، وستدخل حيز التنفيذ في 1 مايو 2026. توفر هذه المواصفة مواصفات فنية موثوقة ودقيقة لتحديد هذه العناصر الخمسة الرئيسية من المعادن الثقيلة في المياه السطحية والجوفية ومياه الصرف الصحي المنزلية والصناعية. في ظل تزايد الرقابة وارتفاع معايير الكشف، ستصبح مطيافية الامتصاص الذري باستخدام فرن الجرافيت وسيلة داعمة هامة لرصد المعادن الثقيلة في المياه، وذلك بفضل حساسيتها العالية، وحد الكشف المنخفض، وخصائصها المستقرة والناضجة.
مطياف الامتصاص الذري BFRL WFX-220A
1. التجربة
1.1 تحضير الأجهزة والكواشف
مطياف الامتصاص الذري WFX-220A: BFRL؛
جهاز هضم بالميكروويف وسخان كهربائي ذكي للتحكم في درجة الحرارة: شركة Yiyao Technology، M3؛
المحلول القياسي من النحاس والرصاص والكادميوم والنيكل والكروم (1000 ميكروغرام/مل)؛ حمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك ونترات البلاديوم كلها ذات نقاء فائق.
1.2 تحضير العينة
بعد جمع العينة، أضف كمية مناسبة من حمض النيتريك لضبط الحموضة إلى درجة حموضة ≤ 2، واحفظها في مكان مظلم، وقم بقياسها في غضون 40 يومًا.
قم بقياس 25.0 مل من عينات المياه السطحية بدقة في خزان هضم الميكروويف، ثم أضف 3 مل من حمض النيتريك و1 مل من حمض الهيدروكلوريك، وضعها في جهاز هضم الميكروويف للهضم (الجدول 1). بعد الهضم، اتركها تبرد إلى درجة حرارة الغرفة، ثم ضعها على جهاز هضم حراري كهربائي، واترك المحلول يتبخر حتى يقترب من الجفاف. أخرجها واتركها تبرد، ثم اغسل الجدار الداخلي بحمض النيتريك بتركيز 1% ثلاث مرات على الأقل، وانقلها إلى أنبوب قياس الألوان سعة 25 مل، وخفف الحجم بحمض النيتريك بتركيز 1% حتى العلامة، ورج جيدًا، ثم قم بإجراء الاختبار.
الجدول 1: إجراء التسخين بالميكروويف للهضم
| درجة حرارة الهضم | مدة التسخين (بالدقائق) | مدة الانتظار (بالدقائق) |
| درجة حرارة الغرفة → 120 درجة مئوية | 0 | 3 |
| 120→150 درجة مئوية | 0 | 3 |
| 150→180 درجة مئوية | 0 | 20 |
1.3 الظروف التجريبية
تم استخدام مطيافية الامتصاص الذري للتحليل، وتظهر ظروف مرجع الجهاز في الجدول 2 أدناه.
الجدول 2: الظروف المرجعية لجهاز فرن الجرافيت
| عنصر | Cu | Pb | Cd | Ni | Cr |
| تيار المصباح | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| الطول الموجي | 324.7 | 283.3 | 228.8 | 232 | 357.9 |
| عرض النطاق الطيفي | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| درجة حرارة التجفيف (درجة مئوية) / الوقت (ثانية) | 120/30 | 100/30 | 100/30 | 100/30 | 100/30 |
| درجة حرارة الحرق (درجة مئوية) / الوقت (ثانية) | 900/30 | 550/15 | 550/15 | 800/15 | 850/15 |
| درجة حرارة التذرية (درجة مئوية) / الزمن (ثانية) | 2300/3 | 2200/3 | 2000/3 | 2500/4 | 2500/3 |
| حجم الحقن (ميكرولتر) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| حجم حقن محسن المصفوفة (ميكرولتر) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| طريقة تصحيح الخلفية | مصباح الديوتيريوم | مصباح الديوتيريوم | مصباح الديوتيريوم | مصباح الديوتيريوم | مصباح الديوتيريوم |
تكوين محسن المصفوفة: وزن 0.1 غرام من نترات البلاديوم، إضافة 1 مل من حمض النيتريك (2.1) لإذابتها، وضبط الحجم إلى 100 مل باستخدام ماء المختبر.
رسم منحنيات العمل: تم تخفيف المحاليل القياسية المتوفرة تجارياً من النحاس والرصاص والكادميوم والنيكل والكروم (1000 ميكروغرام/مل) خطوة بخطوة، وتم تحضيرها إلى 50 ميكروغرام/لتر، و10 ميكروغرام/لتر، و1 ميكروغرام/لتر، و30 ميكروغرام/لتر، و10 ميكروغرام/لتر من محلول الاستخدام، وتم إجراء منحنى تكوين التخفيف أحادي النقطة باستخدام جهاز أخذ العينات التلقائي.
2. النتائج والمناقشة
في ظل الظروف التجريبية المختارة، كانت العلاقة الخطية جيدة عند 0~50 ميكروغرام/لتر للنحاس، و0~10 ميكروغرام/لتر للرصاص، و0~1 ميكروغرام/لتر للكادميوم، و0~30 ميكروغرام/لتر للنيكل، و0~10 ميكروغرام/لتر للكروم، والتي يمكن أن تصل إلى أكثر من 0.999؛ ويظهر منحنى المعايرة في الشكل 1 إلى الشكل 5 أدناه.
الشكل 1: منحنى معايرة النحاس
الشكل 2 منحنى معايرة الرصاص
الشكل 3 منحنى معايرة الكادميوم
الشكل 4: منحنى معايرة النيكل
الشكل 5 منحنى معايرة الكروم
تم تحضير المحلول الفارغ وفقًا للطريقة التجريبية وتم إجراء 11 قياسًا، وكان حد الكشف لطريقة الحساب 17.34 بيكوغرام للنحاس، و1.51 بيكوغرام للرصاص، و0.42 بيكوغرام للكادميوم، و17.77 بيكوغرام للنيكل، و1.28 بيكوغرام للكروم.
تم اختبار عينات المياه السطحية المعالجة في ظل ظروف تجريبية مختارة، وتظهر نتائج الاختبار في الجدول 3 أدناه.
الجدول 3نتائج تحديد عينات المياه السطحية
| عنصر | العينة 1 | العينة 2 | ||
| القيم المقاسة (ميكروغرام/لتر) | معدل تعافي المسامير (%) | القيم المقاسة (ميكروغرام/لتر) | معدل تعافي المسامير (%) | |
| Cu | 18.7 | 94.5 | 24.2 | 92.1 |
| Pb | 1.2 | 97.8 | 1.4 | 99.6 |
| Cd | <0.06 | 91.2 | <0.06 | 94.5 |
| Ni | 7.9 | 102.3 | 8.2 | 97.4 |
| Cr | 1.3 | 105.5 | 1.8 | 96.9 |
تم اختبار المواد المرجعية Cu و Pb و Cd و Ni و Cr لسبع مرات متتالية، وتظهر نتائج الاختبار في الجدول 4 أدناه.
الجدول 4نتائج المواد المرجعية للنحاس والرصاص والكادميوم والنيكل والكروم
| عنصر | رقم | القيمة المعايرة (ميكروغرام/لتر) | القياسات (ميكروغرام/لتر) | الانحراف المعياري النسبي (%) |
| Cu | GSB 07-3186-2014 | 497±25 | 522.00 | 1.9 |
| Pb | GSB 07-3186-2014 | 0.241±0.012 | 0.243 | 2.1 |
| Cd | GSB 07-3186-2014 | 0.138±0.008 | 0.137 | 1.5 |
| Ni | GSB 07-3186-2014 | 258±14 | 253.4 | 2.6 |
من الجدولين 3 و 4، فإن نسبة استرداد النحاس والرصاص والكادميوم والنيكل والكروم في عينة المياه السطحية تتراوح بين 91.2٪ و 105.5٪، والانحراف المعياري النسبي للعينة القياسية يتراوح بين 1.5٪ و 2.6٪ لـ 7 قياسات متوازية.
3. الخاتمة
وفقًا لمتطلبات "معيار جودة البيئة للمياه السطحية" (GB 3838-2002)، يتوافق محتوى النحاس والرصاص والكادميوم والنيكل في المياه السطحية مع معيار المياه من الفئة الثانية. في هذه الدراسة، استُخدم مطياف الامتصاص الذري WFX-220A لتحديد تركيز النحاس والرصاص والكادميوم والنيكل والكروم، وذلك بالرجوع إلى المعيار HJ 1453-2026 "تحديد تركيز النحاس والرصاص والكادميوم والنيكل والكروم في جودة المياه باستخدام مطياف الامتصاص الذري ذي الفرن الجرافيتي"، وكانت نتائج حد الكشف ودقة العينة وضبطها مُرضية.
يتميز مطياف الامتصاص الذري WFX-220A بحساسية عالية ودقة فائقة وتطبيقات واسعة النطاق. أبرز ما يميزه هو مستوى الأتمتة العالي، حيث يمكن التبديل التلقائي بين اللهب وفرن الجرافيت بضغطة زر واحدة، بالإضافة إلى نظام تحكم دقيق في التدفق وبرمجيات ذكية مزودة بقاعدة بيانات متخصصة، مما يضمن سهولة وكفاءة التشغيل. كما يتميز الجهاز بتصميم معياري يسهل الصيانة اليومية، ويحتوي على العديد من أنظمة الأمان والحماية للتحكم في درجة الحرارة، والتي تجمع بين البرمجيات والأجهزة لضمان التشغيل الآمن. علاوة على ذلك، يدعم الجهاز طريقة اللهب عالي الحرارة، وطريقة الهيدريد، ومجموعة متنوعة من ملحقات أخذ العينات التلقائية، مما يلبي احتياجات تحليل المعادن في مجالات حماية البيئة والغذاء والدواء وغيرها.
تاريخ النشر: 15 مايو 2026