原子熒光光度法測定重金屬廢水中的砷和硒

李海英

（南雄市環(huán)境監(jiān)測站，廣東 南雄 512400）

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程步伐的加速，對(duì)金屬的開采越來越多。在金屬開采中，一些有毒元素也隨之被開采出來，由于在開采過程中排放清潔工作沒做好，從而排放到了工業(yè)廢水中。如果砷和硒等有毒元素被人攝入過多的話，很難完全排放出來，在人體內(nèi)積累導(dǎo)致慢性中毒。所以對(duì)水體中砷、硒含量的測量已是很緊要的任務(wù)。下面就此方法進(jìn)行討論分析。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑

AFS-930型雙道原子熒光光度計(jì)和自動(dòng)進(jìn)樣器。硫脲（分析純）、氬氣（純度＞99.99%）、高氯酸、硝酸、鹽酸優(yōu)級(jí)純、去離子水、KBH4（分析純）、KOH（分析純）。

1.2 實(shí)驗(yàn)部分

圖1 砷的標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2 硒的標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.2.1 載流劑稀鹽酸溶液的配制。準(zhǔn)確移取20mL、濃度為36.5%鹽酸溶于去離子水中，然后轉(zhuǎn)移到500mL容量瓶中加水稀釋定容（現(xiàn)配現(xiàn)用）。

1.2.2 還原劑溶劑K O H-K B H 4 的配制。準(zhǔn)確稱量0.50gKBH4，0.25gKOH，把稱量好的KOH溶于50mL去離子水中，再加入硼氫化鉀，攪拌溶解后，轉(zhuǎn)入500mL容量瓶中，稀釋成濃度為1.0mg/mLKBH4和0.5mg/mLKOH混合液（現(xiàn)配現(xiàn)用）。

1.2.3 硒和砷標(biāo)準(zhǔn)溶液配制與測定。將硒和砷的標(biāo)準(zhǔn)液逐步稀釋為25μg/L溶液50mL，然后分別量取0.0、1.0、2.0、4.0、8.0硒和砷的標(biāo)準(zhǔn)液和1.0mL鹽酸加到25mL比色管中然后加入2.0mL10.0%硫脲-10.0%抗壞血酸，并分別稀釋至25mL，放置20分鐘，分別測定硒和砷的吸光度，再求取其標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.4 水樣預(yù)處理。取12.5mL待測水樣于25mL比色管中，加入剛配制好的鹽酸溶液1.0mL，再加入2.0mL10.0%硫脲-10.0%抗壞血酸，用超純水稀釋至刻度，搖勻，放置20分鐘，在工作條件下，進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 砷和硒的標(biāo)準(zhǔn)曲線

根據(jù)砷和硒的標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行稀釋的溶液測定它們的吸光度，作標(biāo)準(zhǔn)曲線圖1。

2.2 砷和硒的標(biāo)準(zhǔn)曲線

由圖1和圖2可以看出，砷、硒的吸收曲線呈現(xiàn)線性關(guān)系。現(xiàn)測定水樣，測定數(shù)據(jù)如表1。

2.3 AFS-930型雙道原子熒光光度計(jì)參數(shù)的選取

2.3.1 負(fù)高壓。增大光電倍增管的負(fù)高壓，儀器的靈敏度增大相對(duì)增大，對(duì)測量數(shù)據(jù)有利，但同時(shí)也帶來了一些負(fù)面的影響，如噪音信號(hào)、空白相應(yīng)增大，影響測量的的效果。如果負(fù)高壓過低，熒光的強(qiáng)度值不穩(wěn)定，很難測定出準(zhǔn)確的結(jié)果。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，當(dāng)負(fù)高壓為260V，信號(hào)穩(wěn)定，靈敏度較高，因此將負(fù)高壓設(shè)定為260V。

表1

2.3.2 燈電流。通過試驗(yàn)，當(dāng)硒、砷陰極燈電流的熒光信號(hào)強(qiáng)度增大時(shí)，噪音信號(hào)、空白也隨之增大。當(dāng)燈電流比較低時(shí)，所測定的熒光強(qiáng)度值低而不穩(wěn)；過高則將影響燈的使用壽命。通過反復(fù)試驗(yàn)，測定砷的燈電流設(shè)定為60mA、硒燈的電流設(shè)定為80mA。

2.3.3 載流劑的影響。在幾種常用的酸（鹽酸、硫酸和硝酸）中，硫酸和硝酸均為氧化性酸，在本測定砷和硒的原理試驗(yàn)中，砷、硒分別以正三價(jià)和正四價(jià)與硼氫化鉀作用，氧化性酸在反應(yīng)中不提供電子，不利于砷、硒還原，因此使用它們將使測定的靈敏度降低，故硫酸和硝酸不能作為測定的載流體。因此在該測定試驗(yàn)中，以鹽酸作為載流是比較理想的選擇，而且鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)測定結(jié)果影響不大。結(jié)果表明，鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%以上時(shí)，測量的靈敏度較大，故選擇鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。

2.3.4 硼氫化鉀的用量選擇。在砷和硒的測定中，硼氫化鉀與待測物化合成氫化物，從理論上分析，硼氫化鉀濃度增大，則靈敏度相應(yīng)增大。本試驗(yàn)分別以硼氫化鉀的濃度為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3%，對(duì)待測定0.2μg/L-8μg/L砷、硒的混標(biāo)液進(jìn)行測定。結(jié)果表明，隨著硼氫化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高，則測定的靈敏度也隨之升高，當(dāng)硼氫化鉀濃度超過2%時(shí)，靈敏度隨硼氫化鉀用量增大，上升幅度趨于平緩，所以從經(jīng)濟(jì)角度考慮，選擇硼氫化鉀質(zhì)濃度為2.0%。

2.3.5 共存離子的干擾。在利用原子熒光法進(jìn)行測定As和Se過程中，在水樣中主要存在的干擾離子是陽離子Zn2+、Ca2+、Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag+、Hg2+等以及形成氫化物元素之間的相互影想等。這些陽離子的存在，一定程度上影響測量的準(zhǔn)確性。在該試驗(yàn)中所加入的硫脲-抗壞血酸體系，除了起到還原劑的作用外還可以對(duì)陽離子起到掩蔽作用，提高了測量的準(zhǔn)確性。因此，一般的水樣中陽離子存在，在本方法的測定條件下，可以忽略產(chǎn)生干擾，其他常見的陰離子沒有干擾。

2.3.6 濃度和精密度試驗(yàn)。砷按照GSB.07-1275-2000，100mg/L，硒按照GSB.07-1253-2000，100mg/L，取按10mL樣品以5%的鹽酸的稀釋至250mL，在比色管中分別加人砷標(biāo)樣及10mL硒標(biāo)樣，再加入2mL硫脲，用去離子水稀釋定容后，在儀器上再做一系列稀釋實(shí)驗(yàn)測定，結(jié)果表明，砷和硒標(biāo)樣測定都符合要求，相對(duì)測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5﹪，均符合質(zhì)量監(jiān)控要求。實(shí)際樣品預(yù)處理后進(jìn)行測定，結(jié)果表明，此砷的加標(biāo)回收率為96%～107%硒的加標(biāo)回收率為92%～109%。

結(jié)語

由上可見，原子熒光光度法具有靈敏度高、快速、準(zhǔn)確的等優(yōu)點(diǎn)，可完美地應(yīng)用于工業(yè)廢水中砷、硒的測定，并且能很好地適用于大批量水樣的測定，對(duì)控制工業(yè)廢水有毒元素排放，促進(jìn)企業(yè)往綠色可持續(xù)發(fā)展道路有著重要的意義，采用這個(gè)方法能創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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