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        原子熒光光譜法測定地表水中的砷

        2015-11-29 06:17:05焦懷鑫梅玉強
        浙江化工 2015年8期
        關(guān)鍵詞:光譜法原子熒光水樣

        焦懷鑫,梅玉強

        (周口市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試中心,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

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

        運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,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)多地水污染十分嚴重,其中的砷污染又是水體污染的一個重要的貢獻者。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伴隨含砷廢物的生成,當(dāng)砷通過各種途徑進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,可使用于地表水中砷含量的測定[6]。

        1 實驗部分

        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;AFS-930自動進樣器,砷高強度空心陰極燈。

        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樣品稀釋至刻度線,輕輕震蕩后靜置20 min,進行測定,并分別計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 對所配制的砷標(biāo)準(zhǔn)液及所取得的樣液進行測定,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,砷的實驗相關(guān)系數(shù)達到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,可求出空白實驗的標(biāo)準(zhǔn)差。

        2.1.3 水樣中砷含量的測定

        對所取得的5種地表水進行測定,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 試驗條件的選擇

        2.2.1 硼氫化鉀的用量的影響

        測定砷時,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KBH4的濃度設(shè)計為0.5 mg/mL、1.05 mg/mL、1.55 mg/mL、2.05 mg/mL、2.55 mg/mL、35 mg/mL時,對測定了0.2~8 μg/L砷的影響。實驗結(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,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,砷的價態(tài)通常為正三價,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。鹽酸的濃度對樣品的測定有一定影響,結(jié)果表明:鹽酸濃度在5%左右時,靈敏度較大,故鹽酸濃度以5%為宜。

        2.2.3 負高壓的影響

        樣品測量過程中光電倍增管負高壓增加,靈敏度增大。但同時噪音信號強度、空白信號都會相應(yīng)增大,造成測量結(jié)果誤差增大;負高壓設(shè)置過低,則原子熒光強度值不穩(wěn)定。經(jīng)反復(fù)試驗,負高壓值設(shè)置為260V時,信號穩(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,信號強度越小,流量過高僅僅起到保護儀器的作用,對測定沒有影響。反之載氣量過小,氬-氫火焰不穩(wěn)定;經(jīng)反復(fù)試驗,載氣量設(shè)置為400 mL/min,屏蔽氣流量設(shè)置為800 mL/ min時,信號穩(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,熒光信號的強度增大,噪音、空白信號相應(yīng)的增大;而燈電流較小時,熒光強度不穩(wěn)定且測量值低,電流過高減少了燈的使用時間。經(jīng)過試驗,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,水樣中含有的這些陽離子對測量的結(jié)果沒有干擾,其它常見的陰離子對測量也沒有干擾。

        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,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,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。

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