郝欣劉鑫劉金榮陳璐李賽男田融冰云環(huán)

(1. 北京海關(guān)技術(shù)中心，北京 100026；2.北京北分瑞利分析儀器(集團(tuán))有限責(zé)任公司，北京 100095)

1 前言

環(huán)境問(wèn)題一直以來(lái)是世界各國(guó)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境污染，尤其是重金屬污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，分析儀器的檢測(cè)能力也面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)[1]。砷具有很高的毒性，并且大量存在于土壤、食品以及自然環(huán)境中[2-4]，因此對(duì)痕量砷的測(cè)定依然是持續(xù)備受關(guān)注的主題。原子熒光光譜分析[5-7]作為特殊的痕量分析技術(shù)，在光譜分析，尤其是重金屬元素的檢測(cè)分析中占重要地位。為適應(yīng)檢測(cè)及時(shí)性的測(cè)試需求，原子熒光也在朝著小型化和現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)定的方向發(fā)展[8，9]。

本實(shí)驗(yàn)考察了便攜式原子熒光光譜儀對(duì)水樣及食品樣品中砷元素的測(cè)試能力，采用微波消解對(duì)食品樣品進(jìn)行前處理，方法靈敏度高，重復(fù)性好，測(cè)試結(jié)果可靠，可以滿足水樣及大米樣品中砷的測(cè)定需要。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與設(shè)備

PAF-1100型便攜式原子熒光光譜儀，北京北分瑞利分析儀器(集團(tuán))有限責(zé)任公司；砷空心陰極燈，北京有色金屬研究總院；CEM Mars6 高通量密閉微波消解系統(tǒng)。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液與試劑

鹽酸、硝酸、硼氫化鉀、氫氧化鉀、硫脲均為分析純。

硼氫化鉀溶液(10g/L)：稱取2g氫氧化鉀溶于約200mL去離子水中，加入10g硼氫化鉀并使其溶解，用去離子水稀釋至1000mL，搖勻(用時(shí)現(xiàn)配)。

硫脲溶液(100g/L)：稱取硫脲(分析純)10g，加入約50mL去離子水，低溫加熱溶解，用去離子水稀釋至100mL，搖勻。

氨基磺酸(含有氨基磺酸0.25g/個(gè))及硼氫化鉀壓片(含有硼氫化鉀0.1g/個(gè))，北京北分瑞利分析儀器(集團(tuán))有限責(zé)任公司；單元素砷標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000μg/mL)，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院；環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品水質(zhì)砷(標(biāo)準(zhǔn)參考值34.8±2.9μg·L-1)，環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所；大米粉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(砷標(biāo)準(zhǔn)參考值423±23 mg·kg-1)，國(guó)家糧食局科學(xué)研究院。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

2.3.1大米樣品前處理(微波消解法)

準(zhǔn)確稱取約0.4g大米粉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，置于聚四氟乙烯消化罐中，加入6mL硝酸，常溫下放置預(yù)消解5h。采用梯度升溫進(jìn)行微波消解處理至消化完全，升溫程序如表1所示。冷卻后，放在電熱板上加熱消解，冷卻后用10%的鹽酸溶液轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中，加入2.5mL10%的硫脲，用10%的鹽酸定容，同時(shí)制備兩組樣品空白。

表1 微波消解程序

2.3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將單元素砷標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000μg/mL)逐級(jí)稀釋至1μg/mL 配成砷標(biāo)準(zhǔn)使用溶液分別移取1μg/mL的砷標(biāo)準(zhǔn)使用溶液0.00、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00mL于100mL容量瓶中，分別加入10mL 10%的硫脲，用10%的鹽酸定容到100mL，配置的標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度為0μg/L、1μg/L、2μg/L、5 μg/L、10μg/L、20μg/L。

2.3.3儀器工作條件

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)后得到最佳的測(cè)試條件，見表2。

表2 儀器測(cè)試條件

2.3.4現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)水樣中的砷

在實(shí)驗(yàn)外，使用提供的酸及硼氫化鉀壓片配制載流(氨基磺酸含量5%)及還原劑溶液(硼氫化鉀含量1%)，對(duì)水質(zhì)樣品標(biāo)準(zhǔn)品(標(biāo)準(zhǔn)參考值34.8±2.9μg·L-1)進(jìn)行戶外測(cè)試，每個(gè)樣品平行測(cè)定兩次，記錄其平均值。

3 結(jié)果與討論

3.1 微波消解條件選擇

參考標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1099-2006中規(guī)定的微波消解法對(duì)食品標(biāo)準(zhǔn)樣品大米粉樣品進(jìn)行微波消解處理，調(diào)整消解液成分及梯度升溫程序，使樣品消解盡可能完全。

3.2 酸度的選擇

相關(guān)文獻(xiàn)推薦[10-12]，當(dāng)鹽酸濃度為10%時(shí)，砷的測(cè)試穩(wěn)定性高，熒光強(qiáng)度大，因此選擇酸度為10%的鹽酸介質(zhì)。

3.3 硼氫化鉀濃度的選擇

硼氫化鉀作為還原劑其濃度影響氫化物生成和形成，濃度太高或過(guò)低均會(huì)影響氬氫火焰的穩(wěn)定性，從而影響檢測(cè)結(jié)果的重現(xiàn)性，根據(jù)國(guó)標(biāo)及相關(guān)文獻(xiàn)[13]，本實(shí)驗(yàn)中選擇濃度為1%的硼氫化鉀。

3.4 檢出限和線性范圍

在選定的儀器最佳工作條件下，測(cè)定并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，在0.5～50μg/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，線性方程為y=30.188+72.946x，相關(guān)系數(shù)為0.9997。連續(xù)測(cè)定11次載流空白和標(biāo)準(zhǔn)溶液，以3倍載流空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率，計(jì)算得到檢出限為0.0391μg/L。

3.5 精密度測(cè)試

取10μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液在最優(yōu)儀器條件下平行測(cè)定7次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.72%。

3.6 標(biāo)準(zhǔn)樣品中砷的測(cè)定

在選定的儀器條件下對(duì)經(jīng)過(guò)微波消解處理的大米粉樣品及環(huán)境水樣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，平行測(cè)定3次求平均值，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3 標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試結(jié)果

3.7 標(biāo)準(zhǔn)水樣中砷的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定

在最優(yōu)的儀器條件下對(duì)水質(zhì)樣品標(biāo)準(zhǔn)品(標(biāo)準(zhǔn)參考值34.8±2.9μg·L-1)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表4所示。

表4 標(biāo)準(zhǔn)水樣中砷的戶外測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)論

采用便攜式原子熒光光譜檢測(cè)水樣及大米樣品中的砷元素，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，儀器在室外條件下能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)水樣中的砷元素進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，通過(guò)測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值的對(duì)比，表明其在戶外能夠?qū)λh(huán)境樣品的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試需要。