龔錦瑜

（廣東順控發(fā)展股份有限公司水質(zhì)監(jiān)測站，廣東佛山 528300）

氫化物發(fā)生原子熒光法測定聚氯化鋁中的砷含量

龔錦瑜

（廣東順控發(fā)展股份有限公司水質(zhì)監(jiān)測站，廣東佛山 528300）

建立了氫化物發(fā)生原子熒光法測定聚氯化鋁中砷含量的檢測方法。將聚氯化鋁樣品用硫酸溶解，蒸至近干，用氫化物發(fā)生原子熒光法測定其中的砷含量。在最佳測定條件下，砷的質(zhì)量濃度在0～10.0 μg/L范圍內(nèi)與熒光強度呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r=0.999 3，砷的檢出限為0.03 μg/g，樣品加標回收率為82.5%～90.0%，測定結(jié)果的相對標準偏差為1.5%～1.9%。該法具有快速、準確、靈敏度高等優(yōu)點。

氫化物發(fā)生原子熒光法；聚氯化鋁；砷

聚氯化鋁是水廠常用的一種混凝劑，主要用于生活飲用水的凈化。砷含量是判定聚氯化鋁質(zhì)量優(yōu)劣的一項重要指標。目前測定聚氯化鋁中砷含量的常用方法是DDTC銀法和砷斑法［1］，此兩種方法比較經(jīng)典。但DDTC銀法的操作步驟繁瑣，所用試劑較多，且試劑中的三氯甲烷對實驗人員有較大的毒害作用，并且分析時間長、易產(chǎn)生誤差；而砷斑法只是砷的目視比色法，只能快速分析，不能準確地測定砷的含量。

筆者參考相關(guān)的國家標準［2］及文獻［3-11］，采用氫化物發(fā)生原子熒光法測定聚氯化鋁中砷的含量，該方法具有檢測快速、準確，靈敏度高等優(yōu)點。

1　實驗部分

1.1主要儀器與試劑

雙道原子熒光光度計：AFS-920a型，配砷原子熒光空心陰極燈，北京吉天儀器有限公司；

電熱恒溫水浴鍋：HWS-26型，上海一恒科學儀器有限公司；

高純氬氣：純度大于99.999 9%，佛山德力氣體有限公司；

鹽酸溶液：體積分數(shù)為2%，取20 mL優(yōu)級純鹽酸，加水至1 000 mL；

硫酸溶液（1+1）：取100 mL優(yōu)級純硫酸，緩緩加入到100 mL 水中，不斷攪拌，混合均勻；

氫氧化鈉：優(yōu)級純；

硼氫化鉀溶液：10 g/L，稱取0.8 g氫氧化鈉，溶于400 mL純水中，加入4 g硼氫化鉀（純度大于95%），攪拌至完全溶解；

硫脲-抗壞血酸混合液：稱取5 g硫脲，溶于100 mL純水，稍加熱溶解，待冷卻后加入5 g抗壞血酸，攪拌至完全溶解，混合均勻；

砷標準溶液：1 000 mg/L，標準物質(zhì)編號為GBW 08611 15031，中國計量科學研究院；

砷標準儲備液：0.1 mg/L，吸取一定量的砷標準溶液，用2%鹽酸溶液定容；

實驗用水為超純水（電阻率為18.2 MΩ·cm）。

1.2儀器工作條件

燈電流：80 mA；負高壓：270 V；原子化器高度：10 mm；載氣流量：400 mL/min；屏蔽氣流量：600 mL/min；測量方法：標準曲線法；讀數(shù)方式：峰面積；讀數(shù)時間：7 s；延遲時間：0.5 s。

1.3實驗方法

1.3.1樣品處理

參照DDTC銀法進行處理，稱取10 g 液體聚氯化鋁或3.3 g固體聚氯化鋁，精確至0.01 g，置于100 mL 蒸發(fā)皿中。加入10 mL 硫酸溶液（1+1），在沸水浴上蒸至近干。冷卻，以熱水溶解（若有不溶物應(yīng)過濾除去），再移入100 mL 容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻，得到預(yù)處理液。

1.3.2樣品檢測

移取預(yù)處理液10.00 mL 于100 mL 容量瓶中，加入10.00 mL 硫脲-抗壞血酸混合液，用2%鹽酸溶液定容至標線，搖勻，同時做試劑空白，放置30 min后與標準系列溶液在相同條件下測定。

1.3.3標準系列制備

取7只100 mL容量瓶，分別加入0.00，0.50，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL 0.1 mg/L的砷標準儲備溶液，再分別加入10.00 mL硫脲-抗壞血酸混合液，用2%鹽酸溶液定容至標線，搖勻，得砷標準系列溶液，相當于砷的質(zhì)量濃度分別為0.00，0.50，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 μg/L，放置30 min后檢測。

1.3.4測定

開機并設(shè)定儀器最佳工作條件，點燃原子化器，穩(wěn)定30 min后開始測定，繪制標準工作曲線，計算回歸方程。

1.3.5計算

以所測樣品的熒光強度，從標準曲線或回歸方程中查得樣品溶液中砷的質(zhì)量濃度（μg/L），根據(jù)取樣量計算砷的含量。

2　結(jié)果與討論

2.1儀器分析條件的選擇

2.1.1負高壓

當負高壓增大至290～320 V時，砷的熒光信號明顯增加，但噪聲也同時增加，靈敏度顯著降低。在靈敏度可以滿足的情況下，應(yīng)盡量選用較低的負高壓，因為較低的負高壓有助于延長光電倍增管的使用壽命，但負高壓過低（150～250 V）時，熒光信號會相應(yīng)下降。本實驗設(shè)置測定砷的負高壓為270 V。

2.1.2原子化器高度

考察原子化器高度分別為6，8，10，12，14 mm時對熒光強度的影響。原子化器高度過?。ㄐ∮? mm）時，原子化溫度低，原子化效率低，氣流干擾較為嚴重；原子化器高度過大（大于12 mm）時，將導致靈敏度降低。綜合考慮，本實驗設(shè)置測定砷的原子化器高度為10 mm。

2.1.3燈電流

考察燈電流分別為60，70，80，90，100 mA時對熒光強度的影響。燈電流對砷熒光值影響較大，隨著燈電流的增大，砷的熒光數(shù)值隨之增大，但過大的燈電流會降低燈的使用壽命，兼顧各種因素，本實驗設(shè)置測定砷的燈電流為80 mA。

2.1.4載氣流量

考察載氣流量分別為200，300，400，500，600 mL/min時對熒光強度的影響。砷熒光強度隨載氣流量變化而變化，當載氣流量大于400 mL/min時，相對熒光值減少，靈敏度降低；當載氣流量小于300 mL/min時，氫化物無法迅速進入原子化器。在載氣為400 mL/min時熒光強度達到最大。故本實驗設(shè)置測定砷的載氣流量為400 mL/min。

2.1.5屏蔽氣流量

考察屏蔽氣流量分別為400，500，600，700，800 mL/min時對熒光強度的影響。屏蔽氣流量大于600 mL/min時砷的熒光趨于穩(wěn)定，流量過太，氣體用量會增加從而提高檢測成本；屏蔽氣流量小于500 mL/min時，熒光強度不穩(wěn)定。故本實驗選用砷的屏蔽氣為600 mL/min。

2.2硼氫化鉀溶液的濃度

試驗了硼氫化鉀溶液的質(zhì)量濃度分別為5，10，15，20，25 g/L時對熒光強度的影響，因為砷需要生成氣態(tài)的氫化物才能被載氣帶入原子化器，所以必須有足量的硼氫化鉀，但過多的硼氫化鉀會產(chǎn)生大量氫氣從而稀釋氫化物。結(jié)果表明，當硼氫化鉀溶液的質(zhì)量濃度為10 g/L時，熒光強度最穩(wěn)定；當溶液的質(zhì)量濃度大于10 g/L時，熒光信號的穩(wěn)定性較差，而且產(chǎn)生的大量氫氣會稀釋砷氫化物的濃度，使熒光信號降低。故本實驗選用10 g/L的硼氫化鉀溶液。

2.3酸種類的選擇

檢測聚氯化鋁中的砷時，鹽酸和硫酸均可用作載流，而使用鹽酸時熒光強度更加穩(wěn)定，故本實驗選用優(yōu)級純的鹽酸作為載流。

2.4鹽酸濃度的選擇

分別考察了0.5%，1%，1.5%，2%，2.5%，3%的鹽酸作為介質(zhì)對砷熒光強度的影響。鹽酸濃度過低，熒光強度下降；鹽酸濃度過高，反應(yīng)太劇烈，且會產(chǎn)生大量的氣泡，稀釋氫化物濃度，導致測定結(jié)果不穩(wěn)定。綜合考慮，選擇2%鹽酸溶液。

2.5硫脲和抗壞血酸的影響

硫脲和抗壞血酸對砷的熒光有增強效應(yīng)，隨著二者用量的增加，熒光強度隨之增大，硫脲-抗壞血酸混合液的用量為10 mL時，熒光強度出現(xiàn)平臺；加入硫脲和抗壞血酸后，如果反應(yīng)時間過短，則反應(yīng)不充分，熒光值增加不大；如果反應(yīng)時間過長，則熒光值下降。綜合考慮，選擇加入10 mL硫脲-抗壞血酸混合液，并放置30 min后測定，熒光值穩(wěn)定。

2.6線性方程

在優(yōu)化條件下，對質(zhì)量濃度分別為0.00，0.50，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 μg/L的系列砷標準溶液進行測定，以溶液的質(zhì)量濃度為橫坐標，熒光強度為縱坐標繪制標準工作曲線，標準工作曲線線性方程為y=113x+2.09，相關(guān)系數(shù)為0.999 3。

2.7方法檢出限

按照實驗方法，在優(yōu)化的實驗條件下，對空白樣品連續(xù)測定11次，計算空白樣品的平均值和標準偏差，以3倍標準偏差計算得砷的檢出限為0.03 μg/g。

2.8精密度試驗

對2個液體聚氯化鋁樣品進行了6次平行試驗，測定結(jié)果見表1。由表1可知，本方法具有較好的精密度。

表1　精密度試驗結(jié)果

2.9加標回收試驗

以2個批號的液體聚氯化鋁樣品進行標準加入回收試驗。各取100 g液體聚氯化鋁樣品，加入不同量的砷標準溶液，搖勻；另稱取樣品10.0 g（精確到0.001 g），在沸水浴上蒸至近干，按照樣品處理方法制成待測溶液并進行測試，測定結(jié)果見表2。由表2可知，8份樣品2水平加標回收率在82.5%～90.0%之間，表明本法測量準確度較高。

表2　樣品加標回收試驗結(jié)果

3　結(jié)語

在最佳測定條件下，用氫化物發(fā)生原子熒光法測定聚氯化鋁中的砷含量，砷的質(zhì)量濃度在0～10.0 μg/L范圍內(nèi)與熒光強度有良好的線性關(guān)系，砷的檢出限為0.03 μg/g，樣品加標回收率為82.5%～90.0%，測定結(jié)果的相對標準偏差為1.5%～1.9%。本方法可用于檢測凈水劑聚氯化鋁中砷的含量，值得推廣使用。

［1］ GB 15892-2009 聚氯化鋁國家標準［S］.

［2］ GB/T 5750.6-2006 生活飲用水標準檢驗方法［S］.

［3］ 吳杰，方黎，蘇宇亮，等.原子熒光法測定聚氯化鋁（鐵）中砷和汞的方法探討［J］.凈水技術(shù)，2007，26（6）： 70-72.

［4］ 李坤.氫化物原子熒光光譜法測定生活用水用聚氯化鋁中砷［J］.河南預(yù)防醫(yī)學雜志，2011（5）： 348-349.

［5］ 黎小敏，謝勇堅.原子熒光光譜法測定水處理劑聚氯化鋁中砷［J］.城鎮(zhèn)供水，2008（7）： 63-65.

［6］ 張克梅.氫化物發(fā)生-原子熒光光度法同時測定礦泉水中的砷、銻、鉍［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2015（14）： 2 289-2 292.

［7］ 鐘彬揚.氫化物發(fā)生原子熒光法測定生活飲用水中的痕量砷、硒、銻［J］.廣東化工，2015，42（15）： 228-229.

［8］ 史桂榮.原子熒光法測定水中痕量砷的實驗探討［J］.山西建筑，2014（12）： 146-147.

［9］ 李飛.原子熒光光譜法測定不同海產(chǎn)品中痕量砷的研究［J］.化工管理，2015（28）： 200-201.

［10］ 李云輝，張偉娜，唐艷茹.氫化物發(fā)生—原子熒光光譜法測定水樣中的砷和汞［J］.吉林師范大學學報，2014（4）： 19-21.

［11］ 陳麗珠，謝麗章，巢猛，等.氫化物原子熒光法測定水樣中的砷和硒［J］.供水技術(shù)，2014（2）： 53-56.

Determination of Arsenic Content in PAC by Hydride Generation Atomic Fluorescence Spectrometry

Gong Jinyu
（Guangdong Shun Control Development of Limited by Share Ltd.， Foshan 528300， China）

The method of hydride generation atomic fluorescence spectrometry for determining arsenic content in PAC was set up. After being dissolved in sulfuric acid， PAC was distilled to near dryness， and arsenic content was detected by hydride generation atomic fluorescence spectrometry. Under the optimum conditions，arsenic concentrations was linear with fluorescence intensity in the range of 0-10.0 μg/L with the correlation coefficient of 0.999 3， the detection limit was 0.03μg/g， the recovery rate was 82.5%-90.0%， the relative standard deviations were 1.5%-1.9%. The method is fast，accurate and has high sensitivity.

hydride generation atomic fluorescence spectrometry； PAC； arsenic

O657.31

A

1008-6145（2016）02-0072-03

10.3969/j.issn.1008-6145.2016.02.021

聯(lián)系人：龔錦瑜；E-mail： gjy283@126.com

2016-01-28