原子熒光光譜法測定地表水中的砷

焦懷鑫，梅玉強(qiáng)

（周口市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心，河南周口466000）

分析測試

原子熒光光譜法測定地表水中的砷

焦懷鑫，梅玉強(qiáng)

（周口市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心，河南周口466000）

運(yùn)用原子熒光光譜法測定地表水樣中砷。用10%鹽酸、10%抗壞血酸-10%硫脲混合溶液處理樣品，1.0%硼氫化鉀和0.5%氫氧化鈉作為還原劑，在5%鹽酸介質(zhì)中測定砷。通過檢測，砷檢出限為：0.18μg/L，砷的加標(biāo)回收率為96%~107%，本測試方法有操作簡便、基體干擾少、靈敏度高、快速等優(yōu)點(diǎn)，可用于地表水樣中砷快速測定。

原子熒光光譜法；快速測定；砷

0 引言

目前國內(nèi)多地水污染十分嚴(yán)重，其中的砷污染又是水體污染的一個(gè)重要的貢獻(xiàn)者。在自然界中砷以單質(zhì)及其化合物形式存在，由于砷和其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的用途，所以在使用過程中，容易產(chǎn)生含砷的“三廢”；另外采礦過程中也會(huì)伴隨含砷廢物的生成，當(dāng)砷通過各種途徑進(jìn)入到人們的食物鏈中，被人體吸收并在人體內(nèi)積累下來，就會(huì)造成砷中毒危及人類健康。

據(jù)有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，長期飲用水中砷含量大于0.10 μg/L的人群中，砷中毒、患病、患癌的幾率很高。按照WHO的水中含砷標(biāo)準(zhǔn)，我國砷易中毒區(qū)的暴露人數(shù)達(dá)1500萬之多；目前已確診的患者超數(shù)萬人，因此地表水中砷元素的測定，對(duì)人類健康具有非常重要的意義。很多測定砷的方法和手段已經(jīng)在實(shí)際的測量中得到應(yīng)用，如分光光度法、石墨爐原子吸收法和原子熒光光譜法等作為常用的測量方法[3-5]。本文利用原子熒光光度計(jì)聯(lián)合光譜測定水中的砷具有快速、干擾少、節(jié)省試劑、靈敏度和準(zhǔn)確度較高、操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，可使用于地表水中砷含量的測定[6]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑和儀器

試劑：As：GSB.07－1275－2000，100 mg/L，103004；硝酸－高氯酸(1:1)；去離子水；5%鹽酸溶液；硫脲和抗壞血酸，分析純；1.0 mg/mL KBH4和0.5 mg/ mL KOH，載氣：氬氣（純度＞99.99%）。

儀器：AFS－930型雙道原子熒光光度計(jì)；AFS－930自動(dòng)進(jìn)樣器，砷高強(qiáng)度空心陰極燈。

1.2 溶液的配制

1.2.1 KOH-KBH4還原劑的配制

準(zhǔn)確稱量0.25 g KOH和0.50 g KBH4，把KOH溶于50 mL水中，在攪拌的情況下加入KBH4，待固體完全溶解，將溶液轉(zhuǎn)移到500 mL容量瓶中稀釋定容，得1.0 mg/mL KBH4和0.5 mg/ mL KOH混合溶液。

1.2.2 載流劑的配制

準(zhǔn)確量取20 mL、37%濃鹽酸于燒杯中，稀釋后再轉(zhuǎn)入500 mL容量瓶中，加水稀釋至刻度線搖勻（現(xiàn)配現(xiàn)用）。

1.2.3 砷標(biāo)準(zhǔn)液的配制

將砷標(biāo)準(zhǔn)液稀釋至25 μg/L，然后取1.0 mL該稀釋液和1.0 mL鹽酸加到25 mL比色管中，再加入2.0 mL 10.0%硫脲-10.0%抗壞血酸。

1.2.4 試驗(yàn)方案

先取稀釋后的砷，測量其含量標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后分別準(zhǔn)確量取12.5 mL 5個(gè)水樣品于25 mL比色管中，分別加入10.0%抗壞血酸-2.0 mL 10.0%硫脲和1.0 mL鹽酸，用超純水將待測的五個(gè)樣品稀釋至刻度線，輕輕震蕩后靜置20 min，進(jìn)行測定，并分別計(jì)算各自水樣中的砷含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 砷標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制和水樣中砷

2.1.1 對(duì)所配制的砷標(biāo)準(zhǔn)液及所取得的樣液進(jìn)行測定，結(jié)果如表1所示：

表1 標(biāo)準(zhǔn)液中砷的熒光值和濃度

2.1.2 砷的標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖1 砷的一次曲線

由圖1可知，砷的實(shí)驗(yàn)相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9997，說明砷在0～100 μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，其一次回歸方程是I=27.5097×C－7.0899。連續(xù)測定10次，可求出空白實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)差。

2.1.3 水樣中砷含量的測定

對(duì)所取得的5種地表水進(jìn)行測定，結(jié)果如表2所示：

表2 測定的幾種地表水的熒光值和濃度

從表2中所測出的數(shù)值可以看出，所取5個(gè)地表水樣中砷的含量符合國家標(biāo)準(zhǔn)，沒有出現(xiàn)砷污染的情況。

2.2 試驗(yàn)條件的選擇

2.2.1 硼氫化鉀的用量的影響

測定砷時(shí)，KBH4通過與待測物反應(yīng)生成氫化物，從理論上分析，KBH4濃度增加，靈敏度增大。本試驗(yàn)KBH4的濃度設(shè)計(jì)為0.5 mg/mL、1.05 mg/mL、1.55 mg/mL、2.05 mg/mL、2.55 mg/mL、35 mg/mL時(shí)，對(duì)測定了0.2～8 μg/L砷的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明KBH4濃度升高，靈敏度隨之增大，當(dāng)KBH4濃度大于25 mg/mL時(shí)，靈敏度隨著KBH4用量加大增幅平緩，因此選擇KBH4濃度為1.0 mg/mL。

2.2.2 載流劑的影響

在常用的鹽酸、硝酸和硫酸中，硝酸和硫酸具有氧化性，在測定砷的過程中，砷的價(jià)態(tài)通常為正三價(jià)，氧化性酸的存在不利于砷被還原，使用它們作為載流劑將降低測定的靈敏度，所以在測定過程中以鹽酸為載流劑。鹽酸的濃度對(duì)樣品的測定有一定影響，結(jié)果表明：鹽酸濃度在5%左右時(shí)，靈敏度較大，故鹽酸濃度以5%為宜。

2.2.3 負(fù)高壓的影響

樣品測量過程中光電倍增管負(fù)高壓增加，靈敏度增大。但同時(shí)噪音信號(hào)強(qiáng)度、空白信號(hào)都會(huì)相應(yīng)增大，造成測量結(jié)果誤差增大；負(fù)高壓設(shè)置過低，則原子熒光強(qiáng)度值不穩(wěn)定。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，負(fù)高壓值設(shè)置為260V時(shí)，信號(hào)穩(wěn)定，測量的數(shù)據(jù)穩(wěn)定。

2.2.4 屏蔽器流量、載氣的影響

在測量過程中，如果載氣流量增大，那么樣品的稀釋度越高，信號(hào)強(qiáng)度越小，流量過高僅僅起到保護(hù)儀器的作用，對(duì)測定沒有影響。反之載氣量過小，氬-氫火焰不穩(wěn)定；經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，載氣量設(shè)置為400 mL/min，屏蔽氣流量設(shè)置為800 mL/ min時(shí)，信號(hào)穩(wěn)定，靈敏度較高。

2.2.5 燈電流影響

隨著砷陰極燈電流增大，熒光信號(hào)的強(qiáng)度增大，噪音、空白信號(hào)相應(yīng)的增大；而燈電流較小時(shí)，熒光強(qiáng)度不穩(wěn)定且測量值低，電流過高減少了燈的使用時(shí)間。經(jīng)過試驗(yàn)，砷燈電流設(shè)置為60 mA為宜。

2.3 共存干擾離子的影響

在利用原子熒光光譜法測定砷含量的過程中，水體中存在干擾離子主要有含量較大的Cu2+、Hg2+、Ag+、Co2+、Ni2+等陽離子，通過大量試驗(yàn)，水樣中含有的這些陽離子對(duì)測量的結(jié)果沒有干擾，其它常見的陰離子對(duì)測量也沒有干擾。

3 結(jié)論

利用原子熒光光譜法測定地表水中砷的含量，最低檢出限為0.18 μg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%，砷加標(biāo)回收率在96%~107%之間。通過試驗(yàn)測定，所測定水樣不存在砷超標(biāo)的現(xiàn)象。原子熒光光譜法具有準(zhǔn)確、快速、靈敏度高的特點(diǎn)，可用作地面水、飲用水中痕量砷的測定。

[1]武鑠，虞銳鵬，宋啟軍．液相色譜-氫化物發(fā)生/原子熒光法測定啤酒中砷的形態(tài)[J]．分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2011，27(5)：591-594．

[2]李迎芳．氫化物發(fā)生-原子熒光法測定水中四價(jià)硒[J]．河南科學(xué)，2004，5：70-72．

[3]淦五二，張王兵，蘇慶德．電化學(xué)氫化物發(fā)生原子熒光法同時(shí)測定砷和銻[J]．分析化學(xué)，2005，33(5)：687-689．

[4]常迪，王竹天．食品中砷及砷化合物分析方法研究進(jìn)展[J]．國外醫(yī)學(xué)，衛(wèi)生學(xué)分冊：2006，38(2)：34-37．

[5]梁曉聰．二氨基萘分光光度法測定飲用水中硒[J]．環(huán)境與健康雜志，2001，3：42-43．

[6]徐萍．4，5，6－三氨基嘧啶法測定水質(zhì)中痕量硒[J]．化學(xué)工程師，1994，6：22-24．

Determination of Trace As in Surface Water by Atomic Fluorescence Spectrometer

JIAO Huai-xin，MEI Yu-qiang
(Zhoukou Quality Supervision,Inspection and Testing Center,Zhoukou,Henan 466000，China)

The method of atomic spectrometer was studied to determine the trace arsenic(As)in surface water.The surface sample was treated by 10%HCl and 10%ascorbicacid-10%thiourea.The method was based on the reaction of arsenic(As)with 1.0%KBH4and 0.5%NaOH form the hydride gas in medium of 5%HCl.The detection limits are:As 0.18 μg/L.the value of recovery rate(As)is between 96%~107%.The method is simple,matrix interference and high sensitivity,rapid,etc.It can be applied to simultaneous determination of As in water．

fluorescence spectrometer；simultaneous determination；As

1006-4184（2015）8-0049-03

2015-03-18

焦懷鑫（1981-），男，工程師，從事質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督方面的研究。E-mail:383621230@qq.com。