尿中砷和銻的微波消解原子熒光光譜測(cè)定法

戴志英，楊梅桂通訊作者，葉青華

（江蘇省南通市疾病預(yù)防控制中心，江蘇 南通 226000）

尿是人的代謝產(chǎn)物，檢測(cè)尿中有害因素能反映毒物在人體內(nèi)的蓄積情況。重金屬元素砷和銻是工作場(chǎng)中有害物質(zhì)，尿砷常用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法是原子光譜法，尿銻常用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法是火焰原子吸收光譜法，新型光譜技術(shù)原子熒光光譜法具有原子吸收和原子發(fā)射光譜兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，具有分析靈敏度高，干攏少，線性范圍寬，可多元素同時(shí)分析等特點(diǎn)，是一種優(yōu)良的痕量分析技術(shù)。因此，本文結(jié)合實(shí)際工作情況，研究了用微波消解樣品，原子熒光光譜法同時(shí)測(cè)定尿中的砷和銻。該方法樣品一次消解，同時(shí)進(jìn)行樣品預(yù)處理，操作簡(jiǎn)單，基體干擾少，檢出限低，精密度和準(zhǔn)確度符合分析要求，應(yīng)用到實(shí)際工作中，結(jié)果令人滿意。

1 材料與方法

1.1 材料 （1）儀器：AFS-9230雙道原子熒光光度計(jì)，EXCEL全功能型微波化學(xué)工作臺(tái)，DKQ-1000型智能控溫電加熱器，砷、銻特種空心陰極燈。（2）試劑：硝酸（優(yōu)級(jí)純）；鹽酸（優(yōu)級(jí)純）；10 g/L的硼氫化鉀溶液：稱取 2 g氫氧化鉀溶于900 mL的純水中，待溶解完全后加入10 g硼氫化鉀，溶解后用純水定容至1000 mL，混勻，臨用時(shí)現(xiàn)配；硫脲-抗壞血酸混合溶液：稱取10.0 g硫脲于80 mL的純水中，加熱溶解，冷卻后加入10.0 g的抗壞血酸，用純水稀釋至100 mL，混勻，臨用時(shí)現(xiàn)配；100 μg/mL的砷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液［GBW（E）080117］，100 μg/mL的銻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液［GBW（E）080545］，砷、銻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液：用移液管準(zhǔn)確移取一定量的砷、銻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，用純水逐級(jí)稀釋成濃度為1 μg/mL的砷、銻標(biāo)準(zhǔn)混合液。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備 移取1.00 mL濃度為1 mg/L的砷、銻標(biāo)準(zhǔn)混合液于100 mL的容量瓶中，用少量水稀釋后，加入5 mL濃鹽酸，8 mL硫脲-抗壞血酸溶液，用純水稀釋至刻度，搖勻，此溶液濃度為10 μg/L。

1.2.2 樣品處理 取均勻尿樣2.5 mL置于消解內(nèi)罐中，加入5 mL濃硝酸，蓋好蓋子，將消解內(nèi)外罐固定置于微波消解爐中。微波消解方式采用從低到高梯度升溫升壓的方式，共6個(gè)步驟：第一步溫度80oC，氣壓10 atm，保持時(shí)間2 min；第二步溫度100oC，氣壓10 atm，保持時(shí)間2 min；第三步溫度120oC，氣壓20 atm，保持時(shí)間2 min；第四步溫度140oC，氣壓20 atm，保持時(shí)間2 min；第五步溫度160oC，氣壓30 atm，保持時(shí)間2 min；第六步溫度180oC，氣壓30 atm，保持時(shí)間2 min，消解完畢后，待罐內(nèi)溫度低于80oC時(shí)將內(nèi)罐放到電加熱器中，加5 mL純水，150oC趕酸30 min。消解液冷卻后，用純水將微波消解液轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，加入硫脲+抗壞血酸溶液2 mL，用純水定容到刻度，混勻，同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)。

1.2.3 分析測(cè)定 將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶夜放入自動(dòng)進(jìn)樣器中，按表1設(shè)定好儀器參數(shù)，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)系列濃度1.00、3.00、5.00、7.00、10.00 μg/L，儀器首先自動(dòng)稀釋測(cè)出標(biāo)準(zhǔn)系列的濃度，接著測(cè)出樣品濃度，以濃度為橫坐標(biāo)，熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算待測(cè)樣品濃度。

表1 儀器工作條件

2 結(jié)果

2.1 樣品消解方式的選擇 目前消解除去試樣中有機(jī)成分的方法很多，有濕法消解法、干灰化法和微波消解法，樣品前處理是檢測(cè)過程的關(guān)鍵步驟，處理得好壞將直接影響到檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度，微波消解是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的樣品前處理方法，比其他方法所用的試劑少，更快，更安全，且在密閉容器中進(jìn)行不易造成待測(cè)元素流失，所以本文選擇微波消解法。

2.2 儀器條件的選擇

2.2.1 負(fù)高壓的選擇 負(fù)高壓是加于光電倍增管兩端的電壓，在一定范圍內(nèi)負(fù)高壓與熒光強(qiáng)度成正比，負(fù)高壓越大，砷、銻的熒光強(qiáng)度隨之增大，負(fù)高壓過大會(huì)影響燈的使用壽命，因此，在滿足分析要求的前題下，盡量不要將負(fù)高壓設(shè)置太高，本文選擇了負(fù)高壓270 V，可滿足分析要求。

2.2.2 燈電流的選擇 燈電流的大小與熒光強(qiáng)度有一定的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)燈電流增加熒光強(qiáng)度增大，但燈電流過大，噪聲會(huì)增大，燈電流大會(huì)影響燈的壽命。通過實(shí)驗(yàn)，本文選擇砷燈電流為60 mA，銻燈電流為80 mA。

表2 11份空白溶液的熒光強(qiáng)度及檢出限

2.2.3 載氣與屏蔽氣流量的選擇 氫化反應(yīng)產(chǎn)生的氫化物在載氣的推動(dòng)下進(jìn)入石英爐，過快的載氣流速會(huì)沖稀原子濃度，過慢流速則難以迅速將氫化物帶入石英爐，適當(dāng)?shù)钠帘螝饬髁靠梢愿艚^外圍空氣，防止原子蒸氣被空氣氧化，本方法通過實(shí)驗(yàn)選擇載氣流量為400 mL/min，屏蔽氣流量為800 mL/min。

2.3 反應(yīng)條件的選擇

2.3.1 酸介質(zhì)和載流酸度 三價(jià)砷和三價(jià)銻和硼氫化鉀的氫化反應(yīng)在酸性介質(zhì)中進(jìn)行，有文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)于As、Hg、Sb、Pb、Se、Sn而言，以鹽酸介質(zhì)為最佳，砷、銻單獨(dú)測(cè)定時(shí)，鹽酸介質(zhì)的酸度，砷為5%最好，銻為10%最好。為了有效清洗管道，防止交叉污染和“記憶”效應(yīng)，選擇鹽酸5%作載流。

2.3.2 硼氫化鉀-氫氧化鉀濃度 硼氫化鉀溶解在一定量的氫氧化鉀溶液中，可以保證溶液的穩(wěn)定性，試驗(yàn)結(jié)果表明，2-5 g/L的KOH能滿足反應(yīng)條件的要求。濃度過低硼氫化鉀會(huì)分解，濃度過高會(huì)增加氧化還原反應(yīng)的總體酸度，本文選擇用2 g/L氫氧化鉀溶液，以鹽酸5%作載流，配制5-20 g/L的硼氫化鉀溶液同時(shí)測(cè)定砷、銻標(biāo)準(zhǔn)溶液，結(jié)果表明硼氫化鉀濃度在10-20 g/L范圍信號(hào)穩(wěn)定，靈敏度高。試驗(yàn)選擇為10 g/L硼氫化鉀質(zhì)量濃度。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限 計(jì)算11份樣品空白溶液的標(biāo)準(zhǔn)偏差，用3倍空白樣品溶液熒光值的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率，計(jì)算出方法的檢出限，砷的檢出限為0.045 μg/L；銻的檢出限為0.089 μg/L。選擇砷、銻的線性范圍為0-10 μg/L，砷、銻的線性回歸方程為Y=280.7539*C-10.4999和Y=21.5408*C-2.6420（C單位：μg/L），相關(guān)系數(shù)分別為0.9999和0.9997。見表2。

2.5 方法的精密度試驗(yàn) 配制濃度分別為1.00 μg/L、5.00 μg/L、9.00 μg/L低、中、高三種砷、銻混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，用本法對(duì)每種濃度連續(xù)測(cè)定6次，計(jì)算三個(gè)樣的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差：砷為0.78%-2.5%、銻為1.9%-2.8%，可以滿足分析檢測(cè)的要求。

2.6 方法的準(zhǔn)確度試驗(yàn) 在尿樣中加入不同濃度的砷、銻標(biāo)準(zhǔn)溶液，按上述方法測(cè)定加標(biāo)回收率，結(jié)果見表3。

表3 加標(biāo)樣品測(cè)定結(jié)果及回收率（n=3）

3 討論

原子熒光光譜法同時(shí)測(cè)定尿中的砷和銻，可以節(jié)省時(shí)間，具有簡(jiǎn)便快速的優(yōu)點(diǎn)，銻是易揮發(fā)元素，選擇微波消解法消化樣品，在密閉容器中進(jìn)行不易造成待測(cè)元素流失。建立的微波消解原子熒光光譜法同時(shí)測(cè)定尿中砷和銻的分析方法應(yīng)用在實(shí)際工作中，檢測(cè)時(shí)間短，靈敏度高，檢出限較低，精密度和回收率好。