原子熒光法測定生活飲用水中砷的含量

徐 勝

(山西省萬家寨引黃工程管理局，山西 太原 030012)

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原子熒光法測定生活飲用水中砷的含量

徐 勝

(山西省萬家寨引黃工程管理局，山西 太原 030012)

介紹了原子熒光法的原理，論述了采用原子熒光法測定生活飲用水中的砷含量的實驗主要儀器、試劑及儀器的工作參數(shù)，并對主要的實驗步驟進行了詳細分析，提出了一些實驗注意事項，以供參考。

原子熒光法，實驗，儀器，測定結(jié)果

0 引言

原子熒光法的原理是原子蒸氣吸收特定波長的光輻射的能量而被激發(fā)，受激原子在去激發(fā)過程中發(fā)射出一定波長的光輻射。

砷是生活飲用水中的水質(zhì)常規(guī)指標中的毒理學(xué)指標，主要以三價砷、五價砷及有機砷等不同形態(tài)存在。根據(jù)國標GB 5749—2006中生活飲用水中砷的測定方法主要有氫化物原子熒光法、二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法、鋅—硫酸系統(tǒng)新銀鹽分光光度法、砷斑法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法。其中氫化物原子熒光法因其操作簡單、靈敏度高、線性范圍寬、方法簡單快速等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。

1 實驗部分

1.1 實驗原理

在酸性條件下，三價砷與硼氫化鈉反應(yīng)生成砷化氫，由載氣(氬氣)帶入石英原子化器，受熱分解為原子態(tài)砷。在特制砷空心陰極燈的照射下，基態(tài)砷原子被激發(fā)至高能態(tài)，再去活化回到基態(tài)，發(fā)射出特征波長的熒光，在一定的濃度范圍內(nèi)，其熒光強度與砷的含量成正比，與標準系列比較定量。

1.2 主要儀器及試劑

1)儀器。a.AFS-930型雙道原子熒光光度計(北京吉天儀器有限公司)；b.砷編碼高性能空心陰極燈(北京吉天儀器有限公司)；c.AS-60自動進樣器。

2)試劑。a.實驗用水為UPT系列超純水器(四川優(yōu)普超純科技有限公司)，電阻率18.25 MΩ；b.鹽酸(優(yōu)級純)；c.硫脲(分析純，天津市化學(xué)試劑三廠)；d.氫氧化鈉、硼氫化鈉(優(yōu)級純，天津市光復(fù)精細化工研究所)；e.As標準儲備液(1 000 μg/mL)(購自國家標準物質(zhì)研究中心)；f.載流液：5%(V/V)HCl(取25 mL濃鹽酸到燒杯中，用超純水稀釋定容至500 mL);g.還原劑：1.0%(W/V)NaBH4+0.5%(W/V)NaOH(稱取2.5 g優(yōu)級純 NaOH溶于少量超純水中，再加入5 g優(yōu)級純 NaBH4用超純水定容至500 mL)。

1.3 儀器條件設(shè)定

根據(jù)北京吉天儀器有限公司《原子熒光分光應(yīng)用手冊》中推薦的參數(shù)，并與廠家聯(lián)系設(shè)定儀器最佳參數(shù)，見表1。

表1 儀器工作參數(shù)

1.4 分析步驟

1)As標準使用液(10 μg/L)：準確移取10 mL砷標液到100 mL容量瓶中，用5%鹽酸溶液定容、搖勻得到濃度為100 μg/mL的砷標準中間液1；再移取1 mL砷標準中間液1到100 mL容量瓶中，用5%鹽酸溶液定容、搖勻得到濃度為1 μg/mL砷標準中間液2；移取1 mL的砷標準中間液2于100 mL容量瓶中再加10 mL 10%硫脲，用5%鹽酸定容、搖勻得到濃度為10 μg/L的標準使用液。

2)標準系列:本儀器帶自動稀釋功能，將As標準使用液倒入樣品管中，將裝有As標準使用液的樣品管放入自動進樣器盤中確定好位置，儀器自動稀釋成0 μg/L，1 μg/L，2 μg/L，4 μg/L，8 μg/L，10 μg/L標準系列。

水樣準備：取5 mL水樣于10 mL聚乙烯塑料管中，依次加入50%鹽酸1 mL，10%硫脲1 mL，用超純水定容至刻度，同時做樣品空白溶液。將樣品空白管、水樣管放入自動進樣器盤中，并確定好位置。

3)標準曲線：儀器開機后按儀器條件設(shè)定工作參數(shù)，預(yù)熱半小時后，開始測量標準空白、標準溶液系列。

4)水樣測試：標準曲線測量完后建立標準曲線，相關(guān)系數(shù)達0.999以上時再進行水樣空白及水樣測試，否則應(yīng)重新進行標準系列的測試。

2 測定結(jié)果

2.1 標準曲線

根據(jù)AFS-930型雙道原子熒光光度計的要求，砷的標準曲線濃度范圍設(shè)置為0 μg/L～10 μg/L。設(shè)定儀器最佳工作參數(shù)條件下，在上述濃度范圍內(nèi)其標準曲線和相關(guān)線性關(guān)系見圖1及表2。

表2 砷標準溶液測定值

2.2 檢出限測定

測量方式：改換成Statisties，其余條件不變(注：檢出限與精密度測定是在設(shè)定好的條件下不間斷連續(xù)測量完成的)。連續(xù)測量標準空白溶液11次測量的數(shù)據(jù)儀器自動計算SD，測量上述標準系列，做一工作曲線，計算斜率，按式D=3×SD/K計算檢出限為0.006 3 μg/L，符合D≤0.02 μg/L的儀器期間核查要求。

2.3 精密度試驗

用濃度為10 μg/L的砷標準溶液連續(xù)檢測11次，11次熒光強度值的標準偏差除以平均值自動統(tǒng)計計算，相對標準偏差RSD(As)=0.88%，符合RSD≤2.0%的儀器核查標準。

2.4 樣品中砷測定結(jié)果及加標回收率

向?qū)嶋H水樣中加入一定量的已知濃度的標準物質(zhì)進行測定，將測定結(jié)果扣除樣品的本底值。重復(fù)測定5次，用加入前后樣品的平均濃度計算回收率，結(jié)果見表3。本方法測定生活飲用水中As的回收率在97%～104.8%，符合國家飲用水衛(wèi)生標準的檢測要求。

表3 水質(zhì)樣品中砷測定結(jié)果及回收率

3 注意事項

1)原子熒光光度計屬于痕量分析儀器，儀器原子化器應(yīng)定期取下來在硝酸洗液中浸泡；所使用的玻璃器皿應(yīng)浸泡在20%硝酸中24 h，純水沖洗后備用；2)載氣(氬氣)純度達到99.99%以上。試劑儲備液定期更換，使用液和還原劑現(xiàn)用現(xiàn)配；3)向水樣及標準溶液中加硫脲和抗壞血酸的主要作用是還原五價砷為三價砷，保持水樣中砷價態(tài)的一致，使三價砷易與硼氫化鉀(鈉)反應(yīng)生成砷化氫。硫脲和抗壞血酸除了起還原作用保持穩(wěn)定外，抗壞血酸也能減少一些離子的干擾。生活飲用水中的干擾元素含量很低，且10%濃度的硫脲溶液能夠起到完全還原五價砷維持穩(wěn)定的作用，抗壞血酸的還原和抗干擾作用對所測定水質(zhì)起到的作用不大，故本方法只加硫脲；4)儀器預(yù)熱半小時后再進行測量；5)實驗結(jié)束后一定要用純水清洗整個流路，防止還原劑在管路中結(jié)晶影響下次測定；6)元素?zé)舨灰碎L期放置不使用，定期開機空跑半小時。

[1]GB 5749—2006，生活飲用水衛(wèi)生標準.

[2]北京吉天儀器有限公司，原子熒光分光應(yīng)用手冊.

[3]史桂榮.原子熒光法測定水中痕量砷的實驗探討.山西建筑，2014，40(12)：146-147.

[4]秦宏偉，朱愛國，姜國華，等.原子熒光光度計常見問題干擾因素與排除.化學(xué)分析計量，2009，18(3)：35-36.

Determination of arsenic content in drinking water using atomic fluorescence method

Xu Sheng

(ShanxiWanjiazhaiYellowRiverDiversionProjectManagementBureau,Taiyuan030012,China)

This paper introduced the principle of atomic fluorescence method, discussed the working parameters of main experiment instrument, reagent and instrument determination of arsenic content in drinking water by atomic fluorescence method, and analyzed in detail the main test steps, put forward some matters needing attention in the test, for reference.

atomic fluorescence method, experiment, instrument, determination result

1009-6825(2015)01-0131-03

2014-10-24

徐 勝(1973- )，男，工程師

TU991.21

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