石墨爐原子吸收法測定河水中的砷含量

劉兆峰

石墨爐原子吸收法測定河水中的砷含量

劉兆峰

本文用硝酸鈀作為基體改進(jìn)劑，采用石墨爐原子吸收法測定河水中的砷含量，結(jié)果表明，在 0～20ng/ml范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r=0.9994，儀器檢出限為0.4ng/mL，加標(biāo)回收率在94%～105%之間，能滿足環(huán)境水中砷含量的分析。

石墨爐；水；砷

砷是廣泛分布于自然界的非金屬元素,在土壤、水、礦物、植物甚至人體組織中都能檢測出微量的砷。砷的污染來源包括礦石的開采、冶煉或以砷化合物作原料的工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣。我國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 3838-2002中規(guī)定I、II、III類地表水砷含量要小于0.05mg/L，IV、V類地表水砷含量要小于0.1mg/L。砷的測定方法主要有二乙基二硫化甲酸銀分光光度法、鋅-硫酸系統(tǒng)新銀鹽分光光度法、砷斑法、原子熒光法、氫化物發(fā)生器原子吸收法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法。前三種方法操作煩瑣耗時，原子熒光和氫化物發(fā)生法均需要產(chǎn)生氣態(tài)氫化物而在這一過程中酸度、樣品、試劑流速等因素控制不好都會影響測定結(jié)果的重現(xiàn)性，ICP-MS儀器昂貴運行成本高。

1 實驗

1.1儀器與試劑

采用島津AA-7000原子吸收分光光度計；實驗所用器皿均為玻璃制品；實驗所用酸均為優(yōu)級純試劑，實驗用水為超純?nèi)ルx子水。

1.2樣品前處理

取50mL水樣于100mL燒杯中，加入5mL硝酸于電熱板上加熱至剩約20mL左右，再將消解液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶，用純水定容至刻度待測。同時做空白實驗。

2 結(jié)果與討論

2.1儀器工作參數(shù)

波長 193.7nm，狹縫寬 0.7nm，點燈方式BGC-D2，燈電流12mA，石墨爐升溫程序見表1。

表1 石墨爐升溫程序

2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

配制20ng/mL、50ng/mL的砷和50μg/mL的鈀離子的標(biāo)準(zhǔn)儲備液于自動進(jìn)樣器中，由儀器自動稀釋制作0、2、5、10、20ng/mL的砷工作曲線，基體改進(jìn)劑鈀離子加入濃度為 10μg/mL，總進(jìn)樣體積為20μL，得到砷工作曲線圖，見圖1。

圖1 砷工作曲線圖

2.3最佳灰化溫度的搜索

樣品中如果含有較大量的有機(jī)物，會造成基體干擾，灰化階段就是去除樣品中有機(jī)物的過程，如果有大量的有機(jī)化合物存在，可設(shè)置較高的灰化溫度或延長灰化時間。點擊軟件中的“參數(shù)”→“編輯參數(shù)”→“升溫程序”→“溫度搜索”彈出相應(yīng)對話框。目標(biāo)升溫階段為第 4、5階段，以步寬為 50℃，開始搜索溫度為600℃，結(jié)束溫度為1100℃，往樣品中加入4 ng/mL的砷標(biāo)樣進(jìn)行灰化溫度的搜索，得到不同灰化溫度對應(yīng)的吸光度。見表2。

表2 不同灰化溫度對應(yīng)的吸光度值

從上述結(jié)果可知，當(dāng)灰化溫度在850至1100℃時背景干擾有所下降，但由于溫度過高導(dǎo)致砷元素的損失靈敏度下降，所以灰化溫度選擇為800℃。

2.4最佳原子化溫度的搜索

目標(biāo)升溫階段為第6階段，以步寬為50℃，開始搜索溫度為1900℃，結(jié)束溫度為2400℃，往樣品中加入4 ng/mL的砷標(biāo)樣進(jìn)行灰化溫度的搜索，得到不同原子化溫度對應(yīng)的吸光度。見表3。

表3 不同原子化溫度對應(yīng)的吸光度值

從上述結(jié)果可知，當(dāng)原子化溫度為2350℃時，吸光度達(dá)到最大，靈敏度最高，所以原子化溫度選擇2350℃。

2.5基體改進(jìn)劑添加量的選擇

在固定灰化溫度和原子化溫度后，往樣品中加入4ng/mL的砷標(biāo)樣，再分別加入不同濃度的鈀離子基體改進(jìn)劑得到以下結(jié)果，見表4。

表4 不同濃度基體改進(jìn)劑對應(yīng)的吸光度值

從上述結(jié)果可知，當(dāng)鈀離子加入量為10mg/l時，吸光度最大，靈敏度最高。

2.6樣品測試結(jié)果

按上述優(yōu)化條件對前處理好的樣品進(jìn)行測試，測試結(jié)果見表5。

表5 樣品測定結(jié)果

2.7檢測限及加標(biāo)回收率

對空白樣品進(jìn)行11次測定，以3SD除以曲線斜率得到儀器檢測限為0.4ng/ml。往該樣品中分別加入6ng/ml、8ng/ml、10ng/ml的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液按同樣的方法進(jìn)行前處理后，測試其加標(biāo)回收率結(jié)果，見表6。

表6 樣品加標(biāo)回收率結(jié)果

3 結(jié)論

采用石墨爐原子吸收法測定河水中的砷含量，以硝酸鈀作為基體改進(jìn)劑，結(jié)果表明，在0～20ng/ml范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r=0.9994，儀器檢出限為0.4ng/ml，加標(biāo)回收率在94%～105%之間，能滿足環(huán)境水中砷含量的分析。

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