浅谈原子荧光光度计在水质监测中测定砷的运用

浅谈原子荧光光度计在水质监测中测定砷的运用摘要：砷是水质监测常规项目,是我国实施排放总量控制的主要指标之一,具有致突变、致癌和致畸变的作用。目前,对水质中砷的测定多采用二乙氨基硫代甲酸银分光光度法、氢化物原子吸收法与荧光光度法等。这些方法不仅分析操作繁琐,有时还不同程度的引入对人体有害的有机溶剂,同时也造成了大量试剂的浪费。根据AFS-830双道原子荧光光度计测定原理及方法来测定地表水中的砷，结果表明:线性关系良好,相关系数0.9997,检出限为0.028g/L,相对偏差在2.10%以下。标准样品测定结果符合要求,实际水样测定加标回收率为94%-108%（平均100%）。比较试验结果无显著性差异。该法试剂用量少,实现自动进样,特别适合大批量样品测定,值得推广使用。关键词：砷；水质测定；原子荧光中图分类号：P618.64文献标识码：A文章编号：前言砷污染主要来源于含砷金属的开采、冶炼、以砷或砷化合物作原料的玻璃、制革、颜料、原药、纸张、化工、化学制药、农药生产以及煤的燃烧过程都可产生含砷废水、废气和废渣,对环境造成污染。砷的毒性很大，会引起神经系统的改变以及手麻、脚麻、四肢无力、疼痛等症状，皮肤上可能还有黑变、色素的沉着，慢性砷中毒对人体各组织器官都会有损伤。砷含量是水质分析的重要指标之一，适时准确的进行砷含量的测定，一方面可以保证用水人畜与工厂企业的安全，另一方面也可以根据水质状况和变化趋势做出有效的治理及保护措施。目前测定砷含量的方法主要有二乙氨基二硫代甲酸银光度法、原子吸收分光光度法和原子荧光光谱法。前两者分析方法操作繁琐、分析时间长、灵敏度低、检出范围窄，还引入了对人体有害的有机溶剂；而原子荧光光谱分析法是新型的光谱分析技术,它具有原子吸收与原子发射光谱两种技术的优势，克服了某些方面的缺点,具有分析灵敏度高、干扰少、线性范围宽、可多元素分析的特点,是一种优良的痕量分析技术。目前原子荧光技术已成为环境保护、食品卫生等重金属检测的国家标准方法，而且原子荧光光度计也成为了分析实验室的常规测试仪器。根据AFS-830双道原子荧光光度计测定原理及方法进行试验,结果表明,线性关系良好,相关系数0.9997,比较试验结果无显著性差异。该法试剂用量少,实现了自动进样,特别适合大批量样品测定,值得推广使用。1、方法原理与材料1.1AFS-830双道原子荧光光度计工作原理原子荧光是原子蒸气受到具有特征波长的光源照射后，其中一些自由原子被激发跳跃到较高能态，然后去活化回到某一较低能态(常常是基态)而发射出特征光谱的物理现象。当激发辐射的波长与产生的荧光波长相同时，被称为共振荧光，它也是原子荧光分析中最主要的分析线。各种元素都有其特定的原子荧光光谱，而根据原子荧光强度的高低就可测出试样中待测元素的含量。AFS-830双道原子荧光光度计采用硼氢化钾(或钠)作为还原剂，与酸化过的样品溶液中砷、汞、硒等元素发生反应并生成待测元素的气态氢化物与氢气，而氢气和气态氢化物与载气(氩气)混合后进入原子化器，之后，氢气和氩气在特制点火装置的作用下形成氢氩火焰，使得待测元素原子化。待测元素的激发光源发射的特征谱线通过聚焦而激发氢氩火焰中的待测物原子，得到的荧光信号被日盲光电倍增管接收，然后经放大、解调，再由数据处理系统得到结果。1.2实验条件（1）氩气：纯度不小于99.99%，带指针式（氩）氧气减压表；（2）硼氢化钠（钾），含量95%以上；（3）盐酸、硝酸等（优级纯以上）；（4）纯净水（18M）；（5）器皿：需通过技术监督部门的校准鉴定。1.3主要试剂及其配制（1）5%硫脲+5%抗坏血酸混合液：称取硫脲、抗坏血酸（均使用分析纯即可）各5g，用100mL去离子水溶解，现用现配。（2）硼氢化钾溶液（10g/L）：称取10g硼氢化钾，溶于500ml0.5%的优级纯氢氧化钾中。（3）砷标准贮备液：准确称取1.320g三氧化二砷（As2O3），溶解于25ml20%(W/V)KOH溶液中，用20%（V/V）硫酸稀释至1000mL，摇匀。此溶液浓度值为As=1mg/mL。（4）砷标准中间液（1.00mg/L）：准确移取浓度为1000mg/l的砷标准储备液1.00mL,转入1000mL的容量瓶中，用水定容，摇匀。此溶液砷的浓度为1.00mg/L。（5）砷标准使用液：称取As标准贮备液（1mg/mL）按照10倍的体积关系（最大不可超过100倍）逐级稀释至As=0.1g/mL（As标准溶液需用5%（V/V）HCI作为定容介质贮存）。1.4仪器参数光电倍增管负高压(V):300延时时间(s):1.0灯电流(mA):60读数时间(s):10.0原子化器高度(mm):8读数方式:峰面积载气流量(mlmin-1):400重复次数:1屏蔽载气流量(mlmin-1):9001.5水样的采集采水样的容器应选用硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶。采样前，先将容器洗净；采样时，用水冲洗三次，再将水样采集于瓶中；采样后，加适当的保存剂并于24小时内进行分析。1.6水样的预处理准确的在25ml具塞比色管中移取20ml的水样，并依次加入2.5mL盐酸、2.5mL硫脲与抗坏血酸混合溶液，然后定容并摇匀，至少放置15分钟后待测；如室温低至15，放置30分钟后待测，同时制备并测定样空白。1.7标准曲线的配制为了减小因实验室条件不同而引起的误差，每次测定水样的同时，也要测定标准曲线。分别准确移取50.00g/L的砷标准使用液1.0mL、2.0mL、4.0mL、8.0mL、12.0mL、16.0mL，置于100mL容量瓶中。用1%硫脲、1%抗坏血酸、5%盐酸混合溶液稀释至刻度并摇匀，制成含砷浓度分别为1.0g/L、2.0g/L、4.0g/L、8.0g/L、12.0g/L、16.0g/L。放置15分钟后按照方法标准测定，以浓度为横坐标、荧光值为纵坐标校准曲线。1.8水样的测定按照仪器操作规程预热30分钟，接通气源、调整好出口压力（0.25-0.4MPa）,使用5%盐酸溶液作为载流，按仪器工作参数调整好仪器（激发光波长193.7nm、灯电流60mA）。测定工作曲线和水样，同时要测定样品空白。2、结果与讨论2.1硼氢化钾浓度的选择硼氢化钾溶液的用量对测定灵敏度有一定程度的影响。用量太少,还原高价砷的能力差,灵敏度低；用量过多,由于有大量氢气而产生稀释作用以及液相干扰,灵敏度也会降低。2.2酸度的选择通过样品于标准溶液中加入1%、3%、5%、8%、10%盐酸的实验,证明酸度增大,砷的荧光强度增强；反之酸度减小,砷的荧光强度减弱。而且盐酸在5%的范围内，砷的荧光强度基本稳定,所以