周麗穎　任曉蓓

【摘 要】砷元素是對環(huán)境和人體都十分有害的一種元素，它存在于不同的礦物中，對其的檢測對于防止環(huán)境污染和人體健康具有重要意義。本文以銻礦采集中的銻精礦為采樣樣品，提出采用氮化物發(fā)生—原子熒光法分析方法對其中的砷元素的進(jìn)行檢側(cè)，測試結(jié)果顯示樣品中的砷元素與國家規(guī)定的址基本一致，說明該檢測方法是可行的。

【關(guān)鍵詞】原子光譜法；銻精礦；砷元素

銻礦資源具有極為重要的用途，它與其他有色金屬組成的一系列化合物，可廣泛用于半導(dǎo)體、電子光學(xué)材料、特殊金屬、新型功能材料及有機(jī)金屬化合物等生產(chǎn)產(chǎn)品。銻精礦是由銻礦石浮選后的半成品，主要元素是銻、鐵和硫，其他次要元素有鉛、錳、砷及汞等。為了獲知銻精礦中含有的危害元素砷的含量，進(jìn)而采用相應(yīng)的措施防止開采和加工過程對操作人員的傷害，本文特開展基于原子光譜法的銻礦中的砷元素檢測方法研究分析，來確定銻礦中砷元素的含量等基本參數(shù)，以便更好地執(zhí)行國家對該類礦物質(zhì)元素的測試規(guī)定和要求。

1.砷元素形態(tài)及其毒性的差異

砷是一種重要的非金屬元素，與人類的生活息息相關(guān)。在空氣、土壤、沉積物和水中的主要砷化物有三氧化二砷或亞砷酸As（III）、砷酸鹽As（V）、單甲基砷酸（MMAA）和二甲基砷酸（DMAA），在海產(chǎn)品中則主要以砷甜菜堿（AsB，arsenobetaine）和砷膽堿（AsC，arseno-choline）形式存在。不同形態(tài)砷化物的毒性不同，主要砷化物的半致死量 LD50（ mg·kg-1）分別為：As2O334.5，亞砷酸鹽As（III）14，砷酸鹽As（V）20，MMAA700-1800，DMAA700-2600，AsB>10000，AsC6500。毒性大小順序依次為 As（III）>As（V）>As2O3>MMAA>DMAA>AsC>AsB。

雖然AsC，AsB和AsC常被認(rèn)為是無毒的，但最近的研究顯示 MMA（III）和DMA（III）可能會誘發(fā)DNA被氧化破壞，其毒性可能會超過無機(jī)砷。因此，無論是對食品、環(huán)境樣品、還是對人體的體液進(jìn)行砷的形態(tài)分析都是有必要的。

砷的測定方法有原子吸收光譜法、吸光光度法、電化學(xué)方法、中子活化分析法、離子色譜一一電感藕合等離子體—質(zhì)譜法、離子色譜—原子吸收/原子發(fā)射光譜法和原子熒光光譜法等。原子熒光光譜法是將含砷樣品用KBH4還原為砷氫化物，導(dǎo)入原子化器原子化，不需價態(tài)分離即可測定。熒光光譜法靈敏度比吸光光度法高10-10000倍，且光譜線簡單、選擇性好、線性范圍寬、快速、使用方便。近幾年內(nèi)，有一些原子熒光光譜法測定砷的報道，例如陳新煥等用氫化物發(fā)生一原子熒光光譜法測定罐頭食品中微量砷等。

2.基于原子光譜法的銻礦中的砷元素檢側(cè)

為了更好地進(jìn)行原子光譜法的銻礦中的砷元素檢測，首先需要研究銻精礦和重晶石待分析樣品的預(yù)處理方法，考慮待測元素在預(yù)處理過程中的揮發(fā)損失等各種可能帶來的影響因素，以及商品檢驗(yàn)要求快速的特殊情況，需先確定樣品處理的方案。根據(jù)現(xiàn)有儀器設(shè)備條件，選擇合適的原子光譜測量方法（HG-AFS，AAS）。

2.1樣品的預(yù)處理方法

巖石礦物樣品經(jīng)過特有的工藝流程加工，形成具有代表原始樣品組成的分析試樣。試樣的分解是巖石礦物化學(xué)分析的重要組成部分。試樣的分解方法選擇不當(dāng)，就會給測定造成困難和帶來嚴(yán)重的誤差，因此選擇試樣的分解方法尤為重要。

目前，在巖石礦物試樣的前處理方法中，通常分為酸溶和堿融兩大部分。分解試樣必須根據(jù)試樣的種類及待測元素選擇適當(dāng)?shù)姆椒?。用酸作為分解試劑，主要是利用酸的氫離子效應(yīng)。不同的酸用不同的作用，如氧化、還原、絡(luò)合等。利用這些性質(zhì)可以促進(jìn)試樣的分解，通常為提高分解效率，同時使用幾種酸或加入其它鹽類。用酸不能分解或分解不完全的試樣，常采用堿融分解的方法。本文中采用酸溶樣本處理，同時酒石酸還可以有效降低銻對砷的干擾，雖然不能完全消除干擾，但提高酸度更有利于消除這種干擾，樣本處理好之后，采用原子熒光光譜法進(jìn)行砷檢測。

2.2檢測過程及結(jié)果

原子熒光光譜法（AFS）是原子光譜法中的一個重要分支。從其發(fā)光機(jī)理看屬于一種原子發(fā)射光譜（AES），而基態(tài)原子的受激過程又與原子吸收（AAS）相同。因此可以認(rèn)為 AFS是AES和AAS兩項(xiàng)技術(shù)的綜合和發(fā)展，它兼具AES和AAS的優(yōu)點(diǎn)。

利用氫化物發(fā)生—原子熒光法對銻精礦中砷側(cè)定。具體操作過程如下：

分別稱取1.0000gGSO-Sb-1（國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)銻礦石GBW07279）和1.0000gGSO-Sb-2（國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)銻礦石GBW07280）各6份于150mL比色管中，加入7.00mL王水，通過搖動使樣品與王水混勻，管口插入小漏斗，放在80'C水浴中回流加熱25分鐘，其間搖動數(shù)次，待樣品分解完全，取出冷卻，加入10.00mL10}酒石酸，搖勻，定童移入150mL容量瓶中，用二次蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，靜置使不溶物沉淀，備用.移取樣品溶液6.00mL于30mL容量瓶中，加入7.00mL濃鹽酸，加入8.00mL硫尿一Vc，用二次蒸餾水定容。在相同的儀器條件下與相同介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行測定，并將結(jié)果與國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中砷的測定結(jié)果進(jìn)行比對，計算相應(yīng)的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果表明，礦石中的砷元素符合標(biāo)準(zhǔn)值，采用原子光譜法進(jìn)行砷元素測定的方法是可行的、正確的。

3.結(jié)語

元素的毒性與元素存在的形態(tài)密切相關(guān)，不同形態(tài)砷的毒性不同，鑒于實(shí)際樣品的復(fù)雜性，加之待測分析物的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)缺乏，因此選擇簡便、快速的分離富集技術(shù)以及高靈敏性、高選擇性的檢測方法仍然是一個具有挑戰(zhàn)性的課題。

形態(tài)分析的研究趨勢就是利用高效能的分離技術(shù)達(dá)到各形態(tài)的有效分離，并利用選擇性極強(qiáng)、靈敏度極高的元素特征檢測器達(dá)到超痕量形態(tài)的測定。

ICP-MS 的靈敏度較高，已成為砷形態(tài)分析中最有力的一種分析工具，但由于其售價昂貴，尚不能在一般分析實(shí)驗(yàn)室普及。HG-AFS 靈敏度雖然較高，但只能對部分砷化物進(jìn)行分析，且前處理步驟比較復(fù)雜。因而現(xiàn)在還沒有同時識別各種形態(tài)砷的測定方法，各種分析技術(shù)的聯(lián)用將是今后發(fā)展的主方向。 [科]

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