氫化物原子熒光法測(cè)定水中砷含量實(shí)驗(yàn)研究

鄭少單

摘要：砷是一種常見(jiàn)的有毒元素，在水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)其含量有著嚴(yán)格的要求，建立水中砷的測(cè)定方法有重要意義。文章介紹了氫化物原子熒光法的工作原理，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，分析了氫化物原子熒光法測(cè)定水中砷含量的過(guò)程及結(jié)果，進(jìn)一步明確了該方法的適用性及特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：砷；原子熒光光度計(jì)；熒光強(qiáng)度；精密度；加標(biāo)回收率

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，砷對(duì)環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重，且砷化合物的毒性與其在水中的溶解度有關(guān)，過(guò)量飲入會(huì)對(duì)人體造成一定損害。為了保障水中砷的含量不超標(biāo)，做好水中砷的監(jiān)測(cè)工作十分重要。目前，水中砷的測(cè)定方法有分光光度法、原子吸收光譜法、x射線熒光法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、原子熒光光譜法等。下面，就氫化物原子熒光法的測(cè)定過(guò)程及效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

1氫化物原子熒光法工作原理

酸性條件下，溶液中的三價(jià)砷與硼氫化鉀反應(yīng)生成砷化氫氣體，砷化氫氣體由載氣（氬氣）帶入石英原子化器，受熱分解為原子態(tài)砷。在特定的空心陰極燈的照射下，基態(tài)的砷原子被激發(fā)至高能態(tài)，在去活化回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出特征波長(zhǎng)的熒光。在一定的濃度范圍內(nèi)，其熒光強(qiáng)度與砷含量成正比。將熒光強(qiáng)度代入制作好的標(biāo)準(zhǔn)曲線，就可得出砷的含量。飲用水中既有三價(jià)砷也有五價(jià)砷，而只有三價(jià)砷能與硼氫化鉀在常溫下直接反應(yīng)生成砷化氫氣體，所以檢測(cè)時(shí)應(yīng)首先在水樣中加入硫脲和抗壞血酸，促使五價(jià)砷還原為三價(jià)砷，這樣就可測(cè)得飲用水中的總砷含量。

2儀器及試劑

2.1儀器

AFS-930雙道原子熒光光度計(jì)（北京吉天）；自動(dòng)進(jìn)樣器（北京吉天）；100mL容量瓶；1mL、5mL無(wú)分度吸管；50mL及500mL量筒；燒杯。

2.2試劑

此方法中試劑均采用優(yōu)級(jí)純，純水達(dá)到實(shí)驗(yàn)室二級(jí)規(guī)格，氬氣純度為99.99%，砷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[p（As）=1000mg/Ll從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心購(gòu)買(mǎi)所得。其他試劑的制備方法如下：

鹽酸溶液（5+95）：取25mL濃鹽酸加入475mL純水中，攪拌均勻即可。作為載液使用。

氫氧化鈉溶液（0.5mg/L）：稱(chēng)取1g氫氧化鈉溶于150mL純水中，稀釋至200mL。

硼氫化鉀溶液（1mg/L）：稱(chēng)取2g硼氫化鉀溶于200mL氫氧化鈉溶液中，混合均勻即可。

硫脲一抗壞血酸溶液：稱(chēng)取10g硫脲加入約80mL純水中，加熱使其溶解。待冷卻后加入10g抗壞血酸，全部溶解后稀釋至100mL。

砷標(biāo)準(zhǔn)中間液[p（As）=100mg/Ll：吸取10.00mL砷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)于100mL容量瓶中，用純水定容至刻線。

砷標(biāo)準(zhǔn)使用液[p（As）=10001*g/L]：吸取1.00mL砷標(biāo)準(zhǔn)中間液于100mL容量瓶中，用純水定容至刻線。

3實(shí)驗(yàn)部分

3.1儀器條件

接通實(shí)驗(yàn)室電源，依次啟動(dòng)電腦主機(jī)、熒光光度計(jì)、自動(dòng)進(jìn)樣器，待自檢完畢后選用砷元素?zé)?，然后進(jìn)行儀器條件設(shè)定。儀器設(shè)定參數(shù)為：燈電流45mA：負(fù)高壓305V；原子化器高度8mm；載氣流量400mL/min；屏蔽氣流量800mL/min；進(jìn)樣體積1mL；讀數(shù)時(shí)間8s；延遲時(shí)間0.5s；讀數(shù)方式是峰面積。儀器參數(shù)設(shè)定完畢后，將儀器預(yù)熱30min以上，等待實(shí)驗(yàn)。

3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

標(biāo)準(zhǔn)曲線選用O、0.50μg/L、1.00μg/L、2.50μg/L、5.00μg/L、10.00μg/L等6個(gè)不同濃度的點(diǎn)。AFS-930雙道原子熒光光度計(jì)具有自動(dòng)稀釋功能，只需配制最大濃度10.00μg/L的點(diǎn)。即吸取1.00mL砷標(biāo)準(zhǔn)使用液至100mL容量瓶中，隨后加入10.00mL硫脲一抗壞血酸溶液，再加入5.00mL濃鹽酸，用純水定容至刻度線。上下顛倒容量瓶使溶液混合均勻，放置30min待用。

儀器預(yù)熱完畢后，將氬氣打開(kāi)，調(diào)整壓力至0.3MPa。把（5+95）鹽酸溶液部分倒入載流槽，還原劑瓶即硼氫化鉀溶液放置在固定位置，開(kāi)始做空白試驗(yàn)。2次空白試驗(yàn)熒光值之差小于4即認(rèn)為空白穩(wěn)定，可以開(kāi)始繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。將配置好的10.00μg/L的砷液倒入容器，放置在自動(dòng)進(jìn)樣器指定位置，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始。所得標(biāo)準(zhǔn)系列濃度及相關(guān)值見(jiàn)表1、繪制好的標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

3.3精密度的測(cè)定

精密度是指使用特定分析程序，在受控條件下重復(fù)分析測(cè)定均一樣品所獲得測(cè)定值之間的一致性程度，通常以相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差kSD表示。計(jì)算公式如下：

式中：s為標(biāo)準(zhǔn)偏差；RSD為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差；xi為某一測(cè)量值；為組測(cè)量平均值；n為測(cè)量次數(shù)。

實(shí)驗(yàn)中分別配制1.00μg/L，4.96μg/L，9.00μg/L等3個(gè)不同砷濃度的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)點(diǎn)平行測(cè)定7次，分別求得相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD。

3.4加標(biāo)回收率

加標(biāo)回收分析在一定程度上能反映測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度，是指在測(cè)定樣品時(shí)，于同一樣品中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，將測(cè)定結(jié)果扣除樣品的測(cè)定值。樣品回收率計(jì)算公式如下：

式中：P為回收率，%；μa為加標(biāo)水樣測(cè)定值；μb為原水樣測(cè)定值；m為加入標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量。

該實(shí)驗(yàn)以純水為樣品，分別以2.00μg/L，8.00μg/L為加標(biāo)濃度，平行測(cè)定7次。

4結(jié)論

試驗(yàn)表明，選用氫化物原子熒光法測(cè)定水中砷含量，該方法快速、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高，精密度、回收率及檢出限均能夠滿(mǎn)足水中砷的測(cè)定要求。因此，在實(shí)際操作中，不失為一種值得推廣應(yīng)用的測(cè)定方法。