環(huán)境監(jiān)測(cè)中原子熒光法測(cè)砷和汞的探討
摘 要： 隨著食品衛(wèi)生,環(huán)境保護(hù),飲用水安全等問題的不斷出現(xiàn),痕量元素(砷、汞、鉛)等的精確快速的檢測(cè)日益受到重視，并成為環(huán)境監(jiān)測(cè)中的優(yōu)先項(xiàng)目。近年來(lái),氫化物原子熒光分光光度法具有靈敏度高,快速,選擇性好,簡(jiǎn)便等特點(diǎn),在痕量分析領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文利用原子熒光分析技術(shù),對(duì)水樣品中的砷和汞的測(cè)定方法進(jìn)行了有益的探索。
關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè);原子熒光光度法;砷;汞
水中砷與汞的測(cè)定, 目前已有分光光度法、原子吸收光譜法、冷原子吸收法、原子熒光法等多種方法. 原子熒光法因其靈敏度高、檢出限低, 適合多元素同時(shí)分析, 越來(lái)越受到監(jiān)測(cè)部門的重視. 但同時(shí)測(cè)定兩個(gè)元素, 因存在氣相或液相干擾, 故同時(shí)測(cè)定兩個(gè)元素經(jīng)常出現(xiàn)一個(gè)準(zhǔn)確, 一個(gè)不準(zhǔn)確, 或兩個(gè)都不太準(zhǔn)確的情況. 經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn), 探索出了在AFS-930雙道原子熒光光度計(jì)上同時(shí)分析砷與汞的方法, 收到了令人滿意的結(jié)果。
1. 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 原理
該方法的分析原理是，先用硝酸-高氯酸混合試劑和鹽酸消解樣品，然后在酸性條件下，以硼氫化鉀將樣品中的砷還原生成砷化氫，汞還原生成原子態(tài)汞，借助氬氣將其導(dǎo)入石英原子化器，在特制空心陰極燈發(fā)出的特定光線照射下，原子處于基態(tài)的外層
電子躍遷到較高的能級(jí)上，并在回到較低能級(jí)的過程中輻射出原子熒光。熒光的強(qiáng)度與原子的濃度(即溶KBH4+3H2O+HCI→H3BO3+KCI+8HEHn+H2↑(過剩)液中被測(cè)元素的濃度)成正比。
式中E：可形成氫化物元素的離子;m：可以等于或不等于n。
1.2 主要儀器及試劑
1.2.1 儀器
(1)AFS-930型原子熒光光度計(jì)(北京吉天儀器有限公司);
(2)砷空心陰極燈;汞空心陰極燈;
(3)高純氬氣( ≥99. 99% ) 。
1.2.2 試劑
(1)本實(shí)驗(yàn)用水均為無(wú)砷、汞去離子水;
(2)載流：5%鹽酸(AR級(jí))溶液;
(3)還原劑：0.5%氫氧化鉀(AR級(jí))溶液(稱取0.5g氫化鉀溶于純水中并稀釋至100 ml);1%硼氫化鉀(GR級(jí))溶(稱取1.0g硼氫化鉀，溶于100ml0.5%氫氧化鉀溶液中，混勻)，此溶液現(xiàn)用現(xiàn)配;
(4)2%硫脲溶液(稱取4g硫脲，低溫加熱溶解于200ml純水中)，現(xiàn)做現(xiàn)配;
(5)硝酸-高氯酸(1+1);
(6)鹽酸(1+1);
(7)砷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液: 100mg/L;
(8)汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液: 100mg/L;
(9)砷、汞混合標(biāo)準(zhǔn)使用液: 將砷和汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋至As：10μg/L ，Hg：1.0μg/L，其中每100ml預(yù)加10ml2%硫脲和5ml濃鹽酸。
1.3 分析步驟
1.3.1 設(shè)定儀器參數(shù)
經(jīng)過試驗(yàn)，設(shè)定儀器參數(shù)如表1。
表 1 儀器參數(shù)
1.3.2 水樣預(yù)處理
取50ml工業(yè)廢水水樣于100ml錐形瓶中，加入新配制的硝酸-高氯酸(1+1)5ml于電熱板加熱至冒白煙后，取下冷卻，再加5ml鹽酸(1+1)加熱至黃褐色煙冒盡，冷卻后用水轉(zhuǎn)移到50ml容量瓶中，定容，搖勻。
將已經(jīng)過消解的水樣移置于100ml比色管中，加5ml濃鹽酸，10ml 2%硫脲溶液，定容搖勻，放置20min,待測(cè)定。
1.3.3 測(cè)定
開機(jī)后，先預(yù)熱30min，連續(xù)測(cè)定空白，待讀數(shù)穩(wěn)定后，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)系列測(cè)定，然后進(jìn)行未知樣品測(cè)定。
2. 結(jié)果與分析
2.1 線性范圍
用所配制的砷、汞混合標(biāo)準(zhǔn)使用液，選擇自動(dòng)配制進(jìn)行測(cè)定。我站日常檢測(cè)的工業(yè)廢水中砷、汞的含量不高，因而砷的標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度范圍設(shè)定為0～10μg/L，汞的標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度范圍設(shè)定為0～1.0μg/L，在選定的儀器條件下測(cè)定，砷的線性方程為：I=119.1034×C+13.997，相關(guān)系數(shù)r = 0.9997;汞的線性方程為：I = 455.9200×C—0.6867，相關(guān)系數(shù)r = 0.9997。結(jié)果見圖1。
圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線圖
表 2 混合液準(zhǔn)確度測(cè)試統(tǒng)計(jì)結(jié)果
2.2 檢出限
根據(jù)儀器設(shè)定的測(cè)定檢出限程序，在相同測(cè)量條件下連續(xù)測(cè)定空白溶液11次，測(cè)得本方法的最低檢出限As 為0.20μg/L，Hg 為0.03μg/L， 與兩指標(biāo)分別測(cè)定結(jié)果相同。
2.3 精密度
本方法對(duì)As濃度為4.00μg/L、Hg濃度為 0.40μg/L 的混合液連續(xù)測(cè)定12次，取最后8次測(cè)定的熒光值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，測(cè)得結(jié)果As標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.08，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.23%;Hg標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.24，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.79%。由此可見，同時(shí)測(cè)定時(shí)精密度的結(jié)果是令人滿意的。
2.4 準(zhǔn)確度
在水樣中加入一定量的As、Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液， 按上述步驟處理后進(jìn)行含量測(cè)定，計(jì)算加標(biāo)回收率，結(jié)果如表2(下表)所示。由表2(下表)可見，As的加標(biāo)回收率為97.5%-102.7%，平均為99.9%，Hg的加標(biāo)回收率為97.3%-104.5%， 平均為100.1%。由此說明本實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度是理想的，結(jié)果是可靠的。
3. 結(jié)論
采用AFS-930型雙道原子熒光光度計(jì)同時(shí)測(cè)定工業(yè)廢水中的砷和汞，具有操作簡(jiǎn)單、快速、試劑用量少等特點(diǎn)，且靈敏度高，檢出限低，共存離子干擾少，線性范圍寬，重現(xiàn)性好，方法穩(wěn)定可靠，結(jié)果令人滿意，適用于日常對(duì)大批量工業(yè)廢水樣品的檢測(cè)。
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