閆生厚
砷是現(xiàn)階段水污染監(jiān)測中的主要元素,通常情況下,砷元素本身的毒性很低,但是其化學物的毒性會相對高一些,常見的主要是其三價與物價化合物,這兩者相對而言三價砷的毒性更高,且有機砷化合物對人體和生物的危害都很大?,F(xiàn)階段,常見的砷含量檢測方法比較多,本文結(jié)合實際選擇的是原子熒光法進行測定,實驗的結(jié)果表明:原子熒光法的操作方法比較簡單,且靈敏度很高,因此值得推廣,能應在各種水體中砷含量的測定。
實驗部分
實驗原理。在HCl介質(zhì)中,As3+能和NaBH4發(fā)生化學反應生成AsH3,接著由載氣帶到石英原子器中,在受熱的環(huán)境下發(fā)生分解變成原子As。在特制As陰極燈照射以后,基態(tài)As受到激發(fā)使其處于高能態(tài),在去活回至基態(tài)的過程中,出現(xiàn)特征波長的熒光,在某一濃度范圍內(nèi),熒光強度是和As砷含量是正比關(guān)系,然后通過標準比較進行定量計算。
實驗儀器和試劑。(1)實驗儀器:吉天8230的原子熒光光譜儀,特制As空心陰極燈。(2)實驗試劑:該實驗中所用的相關(guān)試劑都是分析純的,除某些特殊規(guī)定外,實驗中的水都是超純水。重點試劑主要有以下幾個:第一、還原劑。稱取5gNaOH粉末,溶在200mL水中,然后再加20gNaBH4,攪拌至全部溶解,然后用水定容至1L,搖勻,就能得到濃度為5g/L的NaOH溶液及20g/LNaBH4溶液。第二、載流液。量取50mL濃HCl(純度要高),定容至1L。第三,硫脲溶液。稱硫脲(CH4N2S)20g,加水50mL,微熱溶解后定容至100mL,搖勻。第四,標準砷貯備液。直接使用國家標準樣品。第五,標準砷使用液。實驗前的貯備液進行逐步稀釋,直到100微克每升。第六、載氣。主要用的是氬氣,但其純度不能小于99.999%。
儀器條件。砷燈電流是35mA,電壓是270V,載氣量是600mL/min,應用標準曲線法,由峰面積定量,延遲時間和讀數(shù)時間分別為0.5s和10s,樣品和標準樣都是加入0.5mL。
實驗步驟。(1)實驗曲線的繪制。分別量取標準砷使用液0、1、2、4、6、8以及10ml之100m容量瓶中,然后加入濃鹽酸5ml,同時加入多硫脲溶液5mL,用超純水進行定容,常溫放置0.25h后,用5g/L的NaOH溶液及20g/LNaBH4溶液作還原劑、稀釋的濃鹽酸作載液,設置實驗測定程序后上機測定。(2)水樣測定。量取20mL水,放在比色管中,分別加濃HCl和CH4N2S各2.5mL搖勻后,同樣放置0.25h,依據(jù)標準曲線進行上機測定。
實驗結(jié)果與討論
載流影響。載流溶液主要是酸性溶液。原子熒光計是一種痕量檢測器,實驗過程中使用的酸都含有一定的原子熒光計可檢測元素,然后影響實驗結(jié)果。相關(guān)研究人員在試驗中選擇了濃HCl、HNO3、H2SO4做載流實驗研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)HCl、HNO3的應用效果較好,再加上考慮成本問題,通常都是選擇濃HCl做載流介質(zhì)。
還原劑。本實驗的還原劑是CH4N2S和NaBH4。CH4N2S能在實驗中從五價還原為三價,還原時間應該要在0.25h以上,因其還原速度會影響環(huán)境溫度,假如溫度不大于15℃,要增加溶液的放置時間,或放在熱水浴中還原。NaBH4能將三價砷還原成AsH3。NaBH4的濃度不一樣所產(chǎn)生的熒光強度也不一樣,所以要盡量選擇合理的NaBH4濃度。
線性范圍。在最合適的儀器條件下,測定濃度是0一10ug/L的標準溶液,經(jīng)計算As相關(guān)系數(shù)是0.9995。
標準曲線和檢出限。實驗中空白液測定10次,測出標準溶液熒光強度值,線性方程是:I=67.5432C十5.8501,r=0.9995,檢出限0.0641ug/L。
精密度試驗。用標準砷溶液測定10次,算出標準和相對標準偏差。
測定結(jié)果和回收實驗。按照最合適的實驗測量條件,選擇3個水樣測定,測定回收率為96.4%-103.1%,說明本實驗的準確度比較高,能用在水中As含量的測定實驗中。
實驗結(jié)論
本實驗選擇的是選用的是吉天8230的原子熒光測定水中的砷含量,選擇用濃HCl作載流溶液,CH4N2S和NaBH4作還原劑,考察了儀器的線性范圍、檢出限和精密度,并做了回收實驗,結(jié)果表明本實驗有很好的準確度,同時精密度也比較好,在水中砷含量測定中應用比較合適,與國家相關(guān)分析要求相符。
(作者單位:云南省德宏州食品藥品檢驗所)