【摘要】砷和硒是水體優(yōu)良性監(jiān)測的重要指標(biāo)之一,水體中砷和硒含量的檢測對確保用水安全具有重要意義。本文簡要概述了水中砷和硒的危害,對目前水中砷和硒的檢測方法進(jìn)行了系統(tǒng)綜述,為后續(xù)水體中砷和硒的檢測提供了有價值的參考意見。
【關(guān)鍵詞】水體;砷;硒;檢測方法
1、引言
水資源的污染問題在日益加重,在眾多水污染中重金屬污染占了相當(dāng)大的比例,嚴(yán)重影響了水生生態(tài)結(jié)構(gòu)。砷、硒是非金屬,但是它們的毒性及一些物理化學(xué)性與重金屬相似。砷是人體非必需元素,雖然其毒性較低但砷化合物毒性較大;雖然硒是人和其他生物必需的微量元素,但吸收過量會引起生物體中毒。水體中砷和硒通過生物富集和放大效應(yīng)后,毒性增大,水中砷和硒污染問題已經(jīng)嚴(yán)重危害到人類和各類生物體的生存。因此加強(qiáng)水資源中砷、硒元素的監(jiān)控非常重要,這里主要對水中砷和硒的檢測方法進(jìn)行綜述。
2、水中砷和硒的檢測方法
電化學(xué)分析法、絡(luò)合滴定法和生物化學(xué)法可用來檢測水體中砷和硒,這幾種方法靈敏度和準(zhǔn)確性較低,檢測的物質(zhì)的種類有限。水中砷和硒常用的檢測技術(shù)還包括紫外-可見分光光度法(UV-VIS)、原子吸收光譜法(AAS)、電感耦合等離子體法(ICP)和原子熒光光譜法(AFS)等。
2.1 紫外-可見分光光度法(UV-VIS)
UV-VIS法是指將200 - 760 nm不同波長的光連續(xù)地照射到一定濃度的樣品溶液時,便可得到物質(zhì)對不同波長光對應(yīng)的吸收強(qiáng)度。如以波長(λ)為橫坐標(biāo),吸收強(qiáng)度(A)為縱坐標(biāo),可獲得物質(zhì)的吸收光譜。UV-VIS法是目前水環(huán)境監(jiān)測分析領(lǐng)域是目前水環(huán)境監(jiān)測中使用最多的儀器分析方法之一。
雖然用UV-VIS法測量砷、硒設(shè)備便宜、穩(wěn)定性和重復(fù)性較好,但此法也存在很多缺點(diǎn),首先樣品前處理步驟比較繁瑣;其次由于在實(shí)驗(yàn)過程中常使用劇毒試劑會產(chǎn)生廢液污染環(huán)境;再次因較低濃度的待測樣對光的吸收很低,檢出限偏高,難以滿足水質(zhì)監(jiān)測的要求。
2.2 原子吸收光譜法(AAS)
AAS利用蒸汽相原子可以吸收一定波長的光輻射,使被測元素原子中外層的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。各種原子將有選擇性地共振吸收一定波長的輻射光,根據(jù)吸收強(qiáng)度來定量試樣中被測元素的含量。根據(jù)原子化的方法不同,可將AAS法主要分為石墨爐法、火焰法及氫化物法等。AAS現(xiàn)已成為無機(jī)元素定量分析應(yīng)用最廣泛的一種分析方法。
Tuzen M等采用AlOH共沉淀、KMnO4氧化轉(zhuǎn)化不同價態(tài)砷進(jìn)行前處理,用氫化物原子吸收法測定了三價砷和總砷。Q.Zhang等釆用原子吸收法測定了海水中的三價砷、五價砷,檢出限可達(dá)0.02 μg/L。AAS具有檢出限低(火焰法可達(dá)ng/cm-3級)、準(zhǔn)確度高(火焰相對誤差小于1%)、穩(wěn)定性好、選擇性好、擾干擾性強(qiáng)、分析速度快等優(yōu)點(diǎn),但其無法實(shí)現(xiàn)多種元素的同時分析,需要更換光源。
2.3 電感耦合等離子體(ICP)
ICP包括電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)和電感耦合等離子體光譜法(ICP-OES),ICP-MS是一種新型的測試技術(shù),采用先進(jìn)的接口技術(shù)將電感耦合等離子體的高溫電離特性與質(zhì)譜儀靈敏快速掃描的優(yōu)勢結(jié)合起來,不僅用于元素的分析,還可進(jìn)行同位素的快速檢測;測定精密度(RSD)可到0.1%。用ICP-MS法檢測元素時線性范圍寬、干擾少,同時有很好的準(zhǔn)確性和精密度,在大批水樣和多元素同時分析時具有很大的優(yōu)勢;但由于儀器昂貴,在實(shí)際應(yīng)用中運(yùn)轉(zhuǎn)維持費(fèi)用也很高,限制了該方法的廣泛應(yīng)用。
ICP-OES是20世紀(jì)80年代以來發(fā)展最快的無機(jī)痕量元素分析技術(shù),用電感耦合等離子矩作激發(fā)光源,使各組分的原子被激發(fā)并發(fā)射出特征譜線的光,再以其波長和強(qiáng)度來定性定量的分析方法。楊靜等使用ICP-OES測定了生活飲用水中As和Se的含量分別為2.18μg/L和4.52μg/L,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.1%和4.8%,加標(biāo)回收率分別為106.0%和105.4%,線性范圍均為10μg/L-1000μg/L,檢出限分別為1.9μg/L和3.2μg/L,結(jié)果表明該方法速度快,操作便捷,線性范圍寬,精密度和加標(biāo)回收率高,但檢出限略高。
2.4 原子熒光光譜法(AFS)
AFS是指自由原子蒸汽吸收特征波長輻射后,原子的外層電子在特定波長的光激發(fā)下從基態(tài)或低能級經(jīng)過約10-8s躍遷到高能級激發(fā)態(tài),因電子處于不穩(wěn)定狀態(tài)又躍遷至基態(tài)或低能級,同時發(fā)射出特定波長的熒光,通過熒光強(qiáng)度定性分析待測元素含量的方法。
李靜等采用氫化物-AFS測定海水痕量硒及其形態(tài),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件后檢出限為0.072 μg/L,該方法直接測定海水中硒,回收率為99±2%。朱敬萍等對氫化物-AFS測定海水中的微量砷進(jìn)行了分析討論,方法檢出限為0.08 μg/L,回收率在98%±9%。AFS具有靈敏度高及選擇性強(qiáng)的特點(diǎn),對于測定譜線在200-290nm之間的元素具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),檢出限較低,此外還可以進(jìn)行多種元素的測定,在測定水中砷、硒上有很大的用途。
3、結(jié)論
砷、硒元素的檢測在環(huán)境監(jiān)測中日益受到重視,常用的檢測方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。UV-VIS和AAS法設(shè)備便宜、穩(wěn)定性和重復(fù)性較好,但是樣品前處理和檢測過程較復(fù)雜;ICP-MS技術(shù)適合超痕量元素分析,但儀器設(shè)備和使用維護(hù)費(fèi)用較高;AFS具有分析速度快、選擇性強(qiáng)、檢出限低和準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。今后,提高分析方法的精密度和準(zhǔn)確性,簡化樣品前處理步驟,降低儀器使用和維護(hù)費(fèi)用,將是新方法研究的重點(diǎn)。
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作者簡介:茅遂,女,(1987.5- ),崇明縣水文站,初級工程師