原子熒光光譜法測定活性炭廢物中的砷量

朱紅波（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

·分 析·

原子熒光光譜法測定活性炭廢物中的砷量

朱紅波
（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

文章介紹了用原子熒光光譜法測定活性炭廢物中砷的方法，對儀器的工作條件進行了優(yōu)化選擇，并對王水微波消解前處理測定方法和硝酸－高氯酸－氫氟酸電熱板前處理測定方法進行了對比試驗。結果表明：硝酸－高氯酸－氫氟酸電熱板前處理－原子熒光光度法測定砷，前處理樣品能夠消解徹底，測定結果穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，適用于實際樣品的分析測定。

原子熒光光度法；砷；活性炭廢物

活性炭是一種污水處理廠用來處理水中重金屬的吸附性材料，活性炭對廢水中的重金屬有很強的吸附性。測定處理污水后的活性炭廢物中的砷含量對固體廢物的處理方法選擇具有指導作用。砷一般可采用甲酸銀分光光度法、二乙基硫代氫化物發(fā)生法和原子熒光法等方法［1～3］。這些方法測定砷操作繁雜，耗時、耗力。本文采用硝酸－高氯酸－氫氟酸前處理活性炭廢物樣品，原子熒光光譜法測定樣品中的砷，方法重復現(xiàn)好，精密度和準確度高，是一種快捷簡便的分析方法。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

制備溶液和分析用水均為超純水，試劑為優(yōu)級純。

1.AFS－230E型原子熒光光譜儀。

2.砷空心陰極燈。

3.MD6M微波消解儀。

4.恒溫電熱板。

5.鹽酸（ρ＝1.19 g／mL）。

6.硝酸（ρ＝1.40 g／mL）。

7.高氯酸。

8.氫氧化鈉溶液（5 g／L）。

9.硫脲（50 g／L）。

10.抗壞血酸（50 g／L）。

11.硼氫化鉀溶液（20 g／L），稱取2.0 g硼氫化鈉，溶于氫氧化鈉溶液（5 g／L）中，并定容至100 g／mL，臨用現(xiàn)配。

12.砷標準溶液（100μg／L）：由購買的國家標準物質研究中心砷標準溶液稀釋而成。

1.2 儀器條件

燈電流：砷燈40 mA；PMT負高壓260 V；原子化器高度8 mm；氬氣流速：載氣400 mL／min、屏蔽氣1 000 mL／min；測量方式：標準曲線法；讀數(shù)方式：峰面積；延遲時間1 s；讀數(shù)時間10 s。

1.3 試驗方法

電熱板消解法：稱取0.5 g（精確至0.000 1 g）樣品，置于聚四氟乙烯坩鍋中，吹水潤濕樣品，加入10 mL濃硝酸、5 mL高氯酸、2 mL氫氟酸置于電熱板上以180～200℃加熱，視消解情況，可補加3 mL濃硝酸、1 mL高氯酸，重復上述消解過程，直至樣品徹底消解完全。趕凈高氯酸，取下稍冷，加入2 mL濃鹽酸，吹水，溫熱溶解可溶性殘渣。冷卻后轉移至50 mL容量瓶中，混勻，待測。

微波消解法：稱取0.5 g（精確至0.000 1 g）樣品，置于微波消解罐中，用少量水潤濕后加入9 mL濃硝酸、2 mL濃鹽酸、3 mL氫氟酸及1 mL過氧化氫，按照一定的升溫程序進行消解。微波消解后的樣品需冷卻至少15 min后取出，用少量實驗用水將微波消解罐中全部內(nèi)容物轉移至50 mL容量瓶中，用適量硝酸溶液淋洗坩堝，將淋洗液全部轉移至50 mL容量瓶中，用水定容，混勻，待測。

分取上述處理好的溶液5 mL于50 mL的比色管中，加入5 mL濃鹽酸、5 mL硫脲、5 mL抗壞血酸，還原30 min，用水定容，待測。

按照儀器條件設置儀器測定參數(shù)，測定標準系列和樣品溶液中砷的熒光強度，根據(jù)標準曲線或儀器自動計算砷的含量。

隨同試料做全流程空白試驗。

1.4 繪制標準曲線

分別移取0.00 mL、2.50 mL、5.00 mL、10.00 mL、20.00 mL、30.00 mL砷標準溶液（100μg／L）于一組50 mL的比色管中，加入5 mL濃鹽酸、5 mL硫脲、5 mL抗壞血酸，還原30 min，用水定容，待測。該標準溶液對應砷的濃度為：0.00μg／L、5.00μg／L、10.00μg／L、20.00μg／L、40.00μg／L、60.00μg／L，在與試樣溶液相同的測定條件下測量系列標準溶液的熒光度，以砷濃度為橫坐標，熒光強度為縱坐標，繪制工作曲線，砷標準曲線相關系數(shù)R＝0.999 3。

1.5 砷含量計算方法

樣品中砷的含量按以下公式計算：

式中：ωAs為樣品中砷的含量／mg·kg－1；ρ為校準曲線上查得測定試液中砷的濃度／μg·L－1；ρ0為實驗室空白溶液測定濃度／μg·L－1；V0為樣品處理溶液總體積／mL；V1為分取試液的體積／mL；V2為分取后測定試液的定容體積／mL；m0為樣品質量／g。

2 結果與討論

2.1 硼氫化鈉濃度選擇試驗

硼氫化鈉作為體系中氫化物發(fā)生的還原劑，對方法的靈敏度、準確度和穩(wěn)定性有非常大的影響，濃度過高，氫氣產(chǎn)生過量，靈敏度降低，并引起液相、氣相干擾；過低氫化物難以形成。試驗中硼氫化鈉濃度選擇范圍為0.5%～3%，移取2.50 mL砷標準溶液（100μg／L）于50mL比色管中，加入5 mL濃鹽酸、5 mL硫脲、5 mL抗壞血酸，還原30 min，用水定容。在儀器最佳工作條件下測其吸光度，測3次，取平均值，結果見表1。結果表明：硼氫化鈉濃度選用2.0%可達到測定要求。

表1 硼氫化鈉濃度對砷熒光強度的影響

2.2 反應酸度的選擇試驗

鹽酸酸度對砷的還原有一定的影響，本試驗移取2.50 mL砷標準溶液（100μg／L）于50 mL比色管中，采用不同的鹽酸還原酸度，5 mL硫脲、5 mL抗壞血酸，還原30 min，用水定容。在儀器最佳工作條件下測其吸光度，測3次，取平均值，結果見表2。結果表明：鹽酸酸度大于5%時，砷均能夠還原徹底。本試驗采用5%鹽酸作為砷的測定酸度。

表2 酸度對砷熒光強度的影響

2.3 不同前處理方法對比試驗

稱取0.500 0 g活性炭廢物樣品，按不同的前處理方法消解，結果見表3。結果表明：由于活性炭對重金屬有很強的吸附性，活性炭本身具有很強的化學穩(wěn)定性，微波消解不能使活性炭廢物消解徹底，樣品不能徹底打開，樣品中的砷不能完全到消解液當中，使得測定結果比電熱板消解的結果嚴重偏低。硝酸－高氯酸－鹽酸電熱板消解樣品，能夠使樣品消解完全，同時直接用硝酸高氯酸消解，砷從低價態(tài)氧化到高價態(tài)，防止了砷在電熱板消解過程中的揮發(fā)和損失，電熱板消解的測定結果比微波消解測定的結果要高，重現(xiàn)性好。

表3 電熱板消解和微波消解結果對比表mg／kg

2.4 精密度試驗

按照試驗方法和選定的儀器工作條件，隨機抽取2個活性炭廢物樣品連續(xù)6次重復測定，結果見表4。

表4 精密度試驗數(shù)據(jù)

從表4數(shù)據(jù)可知，標準偏差在8%以內(nèi)，可以滿足測定要求。

2.5 加標回收率測定

為了考察本方法的準確度，在活性炭廢物試樣中加入不同濃度的砷標準溶液，按照試驗方法和選定的儀器工作條件進行回收率試驗，測定結果見表5。

表5 加標回收試驗

從表5可以看出，方法的加標回收率在94.0%～100.5%之間，說明本方法可行且準確度高。

3 小 結

試驗結果表明，用電熱板前處理－原子熒光光度法測定活性炭廢物中的砷，方法簡便，準確度好，

精密度高，能滿足分析檢測的要求。

［1］ HJ 702－2014，固體廢物汞、砷、硒、鉍、銻的測定［S］.

［2］ GB／T 1516－2006，錳礦石中砷含量的測定［S］.

［3］ 鄧石紅.原子熒光光譜法測定銅精礦中的銻、砷的含量［J］.湖南有色金屬，2009，25（6）：51－53.

Determ ination of Arsenic in Activated Carbon W aste by Atom ic Fluorescence Spectrometry

ZHU Hongbo
（Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China）

The article introduced the determination of arsenic by atomic fluorescence spectrometry method in activated carbon waste，the optimization ofworking conditions of instrument，the determinationmethod ofmicrowave pretreatment and aqua regia and nitric acidperchloric acid，hydrofluoric acid electric hot plate pretreatmentmethod has carried on in the contrast experiments.Results show that the nitric acidperchloric acidhf electrothermal board before processingatomic fluorescence spectrophotometry determination of arsenic，pretreatment samples can eliminate thoroughly，the determination results is stable，good reproducibility，and is suitable for themeasurement of actual samples.

atomic fluorescence spectrophotometry；arsenic；activated carbon waste

TG115.3＋3

A

1003－5540（2017）03－0070－03

2017－04－18

朱紅波（1983－），男，工程師，主要從事有色金屬分析工作。