原子熒光光譜法測定水中砷、汞的方法比對(duì)實(shí)驗(yàn)

地力夏提·依地力斯于濤古麗扎爾·馬木提

（新疆克州環(huán)境監(jiān)測站新疆克州845350）

砷與汞這兩種元素在生物體內(nèi)具有蓄積作用。砷是生物生存不可或缺的微量元素，具有促進(jìn)同化、抑制氧化的作用。但過多的砷會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生有害作用，造成肝功能的異常。而過多的汞會(huì)造成神經(jīng)系統(tǒng)、肝、腎等器官的嚴(yán)重?fù)p壞。故而，測定水中這兩種元素的含量非常重要且必要。本文將要討論的原子熒光譜測定水中砷、汞方法的對(duì)比試驗(yàn)便基于汞、砷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氫化物的特點(diǎn)。

1 測定方法簡介

1.1 方法適用范圍

該方法適用于地下水、地表水、污水等類似水質(zhì)中汞與砷的測定，需注意的是對(duì)污水與地下水的測定中水樣要消解至澄清。

1.2 試驗(yàn)方法原理

砷：關(guān)于砷的試驗(yàn)原理主要是：所取水樣先經(jīng)王水消解，完成這一步驟后在一定的酸度下，硼氫化鉀能夠與砷發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為砷化氫。汞：關(guān)于汞的試驗(yàn)原理主要是：所取的水樣如先經(jīng)過王水的消解，則在一定酸度下，硼氫化鉀能夠與汞發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為單質(zhì)汞。以氬氣作為載體導(dǎo)入至原子化器。以特征光做為光源，汞原子受到輻射后會(huì)發(fā)生熒光效應(yīng)，并且熒光的強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)與汞的含量呈正比。

1.3 主要試劑

上文得知，對(duì)比試驗(yàn)的主要試劑是硼氫化鉀溶液。該試劑易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需現(xiàn)用現(xiàn)配，以2g/L氫氧化鈉溶液作為溶劑。此外還需砷標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液與汞標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液各100mg/L、砷標(biāo)準(zhǔn)使用液與汞標(biāo)準(zhǔn)使用液各0.01mg/L。

2 試驗(yàn)方法

砷：各吸取砷標(biāo)準(zhǔn)使用溶液 0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00ml至單獨(dú)的25ml比色管中，然后加入5.0ml的王水并將試管放入到沸水浴中，加入一小時(shí)后取出并冷卻。接下來在試管中加入2.5ml硫脲溶液并用去離子水定容，而后搖勻放置15分鐘。將15g/l的硼氫化鉀溶液作為還原劑，2%鹽酸溶液作為載流，按照程序上機(jī)測試。汞：各吸取砷標(biāo)準(zhǔn)使用溶液 0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00ml至單獨(dú)的25ml比色管中，然后加入5.0ml的王水并將試管放入到沸水浴中，加入一小時(shí)后取出并冷卻一小時(shí)。與砷的實(shí)驗(yàn)方法不同的是0.5g/l的硼氫化鉀溶液作為還原劑，載流體依舊是2%鹽酸溶液，而后按程序上機(jī)測試。

注意如果水樣是澄清的地下水，則無需進(jìn)行水浴消解這一步驟。同時(shí)在，測定水樣時(shí)應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)曲線同步。

3 最優(yōu)化條件的選擇

最優(yōu)化條件的選擇主要指儀器的參數(shù)，如時(shí)間選擇、載氣流量選擇等。

3.1 注入、延時(shí)、讀數(shù)、停泵時(shí)間的選擇設(shè)置，注入、延時(shí)與讀數(shù)的時(shí)間選擇需滿足該條件：注入時(shí)間要大于讀數(shù)時(shí)間與延時(shí)時(shí)間之和。原則上而言，整個(gè)峰形恰好在讀數(shù)時(shí)間內(nèi)為最佳。停泵的時(shí)間則根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)與操作的數(shù)量程度而調(diào)節(jié)，主要取決于操作者的能力。

3.2 載氣流量的選擇，載氣流量對(duì)氫化物的稀釋程度、在發(fā)生器的停留時(shí)間、石英爐原子化器的管壁溫度都有較大影響，故而要慎重選擇。經(jīng)試驗(yàn)證明，汞與砷的最佳載氣流量為600、900ml/min，增大或減小都會(huì)是熒光值發(fā)生明顯下降。

3.3 負(fù)高壓PMT與定電流的選擇，砷燈主陰極燈與汞燈燈電流適應(yīng)范圍分別為50——70MA，30——50MA。在特定范圍內(nèi)，負(fù)高壓與熒光值IF呈明顯線性關(guān)系并且相關(guān)r系數(shù)科大0.99以上。通常而言，在可以滿足分析靈敏度的情況下，負(fù)高壓與燈電流的選擇不宜太大。

3.4 樣品的消解，污水、地表水等類型的水樣品需要加入王水后在沸水浴中進(jìn)行消解。而對(duì)地下水等澄清的水樣則無需進(jìn)行此步驟。在加入王水進(jìn)行消解后可能會(huì)造成一定的試劑空白狀況，而通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，扣除空白，在水樣中加入1——4ml的王水進(jìn)行消解對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無明顯影響。

3.5 酸度的影響、載流液的選擇，在兩種元素的測定中，載流液都可選用鹽酸溶液。但需注意的是溶液的酸度：酸度高則空白值偏高，酸度低則靈敏度會(huì)偏低，酸度選擇不適宜會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確度。在該實(shí)驗(yàn)中，建議汞與砷的載流液都采用2%的鹽酸溶液，因?yàn)槿绮捎孟跛崛芤嚎瞻字狄塞}酸溶液大很多。

3.6 還原劑溶液濃度的選擇，在實(shí)驗(yàn)中，如果硼氫化鉀的量不足，那么氫化反應(yīng)就不完全，測試結(jié)果就不準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)顯示，汞在高濃度、砷在低濃度還原劑時(shí)熒光值降低最快，故而，汞與砷的還原劑濃度最好選擇0.5、1.5g/l。

4 結(jié)束語

汞與砷都具有先行的國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法，但是采用原子熒光譜法對(duì)水體中的汞與砷進(jìn)行測定，方法更加簡單易行，效率也更高。故而，原子熒光譜法進(jìn)行水體汞、砷含量的測定可代替現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法大力推廣。

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