氫化物原子熒光法同時測定飲用水中砷和汞(共6頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 氫化物原子熒光法同時測定飲用水中砷和汞 劉麗萍 姜麗娟 朱志勤 韓志宇(北京市疾病預防控制中心 )砷、汞是生活飲用水中的毒理學指標。我國生活飲用水衛(wèi)生標準對砷、汞的含量進行了嚴格的規(guī)定，砷為0.05mg/L，Hg為 0.001mg/L（2）。測定砷、汞的方法很多，目前水中常用的方法，砷有：二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法、砷班法、氫化物原子吸收分光光度法（1）、氫化物原子熒光法；汞有冷原子吸收法、雙硫脲分光光度法（1）、原子熒光法。氫化物發(fā)生原子熒光技術是近十年發(fā)展較快的一種新的分析技術。采用AFS230型原子熒光光度計同時測定飲用水中的砷、汞，選擇了最佳的儀器條件，

2、進行了樣品處理方法及酸度、干擾離子的研究，做了方法的檢出限、線性范圍、精密度、加標回收率等方法學的研究。此方法操作簡便，靈敏度高，便于推廣，適用于飲用水中砷、汞的測定。1. 原理在酸性條件下, 以硼氫化鈉為還原劑, 使砷生成砷化氫、使二價汞還原成元素汞，由載氣(氬氣)帶入石英原子化器, 在特制砷、汞空心陰極燈的照射下產生原子熒光, 其熒光強度在一定濃度范圍內與砷、汞含量成正比, 與標準系列比較定量。2. 試劑 方法所用試劑純度為分析純或優(yōu)級純, 測定用水為去離子水或同等純度的水。2.1 氫氧化鈉溶液(2g/L): 稱取1克氫氧化鈉溶于純水中, 稀釋至500mL。2.2 硼氫化鈉 (NaBH4)

3、溶液(20g/L): 稱取硼氫化鈉10.0g溶于2g/L氫氧化鈉溶液500 mL，混勻。2.3 載流: 5%鹽液溶液,取25 mL濃鹽酸, 用純水稀釋至500 mL。 2.4 硫脲+抗壞血酸溶液: 稱取12.5g硫脲加約80 mL純水, 加熱溶解，待冷卻后加入12.5g抗壞血酸, 稀釋至100 mL。2.5 砷標準貯備溶液: 含砷0.1mg/mL。精確稱取經100干燥2小時的三氧化二砷(As2O3)0.1320g, 加入100g/L氫氧化鈉溶液10 mL溶解, 用純水定量轉移入1000 mL容量瓶中,加(1+9)硫酸25 mL, 用純水定容至刻度。2.6 砷標準使用液: 含砷1g/mL。吸取1

4、.00 mL砷標準貯備溶液于100 mL容量瓶中, 用純水定容至刻度。2.7 溴酸鉀-溴化鉀溶液: 稱取2.784g無水溴酸鉀及10g 溴化鉀, 用純水溶解稀釋至1升。2.8 5+95硝酸溶液2.9 0.05%重鉻酸鉀的5+95硝酸溶液: 稱取0.5g 重鉻酸鉀溶于5+95硝酸溶液中并稀釋至1升。2.10 汞標準貯備溶液: 稱取0.1354g氯化汞 (HgCl2), 溶于5+95硝酸溶液中,并定容至1升，此溶液1.00 mL含100.0g汞。2.11 汞標準溶液a: 吸取10.00 mL汞標準貯備溶液于1000 mL容量瓶中, 用含 0.05%重鉻酸鉀的5+95硝酸溶液稀釋至刻度，1.00 m

5、L含1.00g汞。2.12 汞標準溶液b: 吸取1.0g/mL的汞標準溶液10.00 mL, 用含0.05%重鉻酸鉀的5+95硝酸溶液定容至100 mL，此溶液1.00 mL含0. 1g汞。2.13 汞標準使用液: 取0.1g/mL 的汞標準溶液10.00 mL, 用含0.05%重鉻酸鉀的5+95硝酸溶液定容至100 mL，此溶液1.00 mL含0.01g汞。3. 儀器3.1 AFS-230型雙道原子熒光光度計 3.2 編碼砷空心陰極燈, 編碼汞空心陰極燈4. 分析步驟4.1 樣品制備: 取10 mL樣品溶液于比色管中4.2 標準系列的配制: 分別吸取砷、汞標準使用液于比色管中, 體積如下:

6、砷0.00、0.05、0.10、0.30、0.50、0.70、1.00 mL; 汞0.00、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.0 mL 用純水定容至10 mL. 相當于砷的濃度0.0 、5.0、10.0、30.0、50.0、70.0、100.0 ng/ mL; 汞的濃度 0.00、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.0ng/ mL.4.3 樣品預處理：在樣品溶液和標準系列管中加入1 mL濃鹽酸, 加入0.5 mL溴酸鉀-溴化鉀溶液, 搖勻放置1520分鐘, 加入1.0 mL 硫脲+抗壞血酸溶液, 混勻, 按下述方法進行測定。5. 測定5.1 儀器條件砷燈電

7、流: 45mA； 汞燈電流: 30mA；PMT負高壓: 305V . 原子化器高度: 8.5mm. 載氣流量: 500mL/min； 屏蔽氣流量: 1000mL/min；測量方式:標準曲線法；讀數(shù)方式: 峰面積；延遲時間: 1秒；讀數(shù)時間: 10.0秒；標準或樣品加入體積: 0.5mL。斷續(xù)流動程序: 步驟 時間（s） A泵轉速（rpm） B泵轉速（rpm） 讀數(shù) 1 10 100 100 No 2 16 120 120 Yes 3 0 0 0 No 4 0 0 0 No 5.2 測定. 按5.1設定好儀器最佳條件，輸入有關參數(shù)，點燃原子化器爐絲, 穩(wěn)定1020分鐘后開始測量, 連續(xù)用載流進樣

8、待讀數(shù)穩(wěn)定后, 用標準系列零管進樣，確定空白值, 然后轉入標準系列測量，繪制標準曲線。再依次進行未知樣品溶液測定。測定完畢后, 選擇“打印”既可將樣品溶液的測定結果打印出來。 結 果 與 討 論1 儀器條件選擇 以單測AS、Hg的條件為基礎，考慮到飲用水中汞的濃度較低，原子熒光法測定時汞的響應較高，砷的測定又較穩(wěn)定，且燈的壽命等多種因素，經實驗選擇負高壓為300320V時，燈電流砷為 4560 mA、汞為2535 mA，爐高為8.09.0mm，載氣 為400600 mL/min，屏蔽氣為8001100 mL/min，硼氫化鈉的濃度為1.5%2.5%時，AS、Hg的響應都較高且穩(wěn)定，因而儀器條件

9、可選擇此范圍。2 不同種類酸及酸度的影響 選擇了鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸作介質。實驗證明鹽酸、硝酸作為砷、汞同測的酸介質較好。實驗表明可選擇5%20%的鹽酸或5%25%的硝酸作介質。本法選擇5%20%的鹽酸作介質。3 共存離子的干擾在研究對AS、 Hg同時測定的干擾時，以單獨測定AS、 Hg時離子的干擾情況為基礎，在測定AS時，Sn、Pb、Sb、Bi 、Te 對它產生一定程度的干擾，當加入硫脲抗壞血酸混合溶液時，這些離子的干擾被掩蔽，且飲用水中這些離子的濃度都較低，飲用水中常規(guī)存在的離子對汞的測定都不產生干擾，加入的硫脲抗壞血酸混合溶液對汞的測定也沒有影響，硫脲可將As5+ 還原為As3+，使砷

10、的測定更完全。加入硫脲和抗壞血酸混合溶液，既作為還原劑又作為掩蔽劑掩蔽一些離子的干擾。4 水樣的保存以往的測定方法中測砷水樣多用硫酸保存，如加硝酸保存可能因還原硝酸根而消耗新生態(tài)氫，使砷的回收率低，用硫酸保存水樣則可克服上述缺點，而用氫化物原子熒光法測定砷時，新生態(tài)氫是過量的，用硝酸保存沒有影響。對測汞水樣加硝酸至PH<2, 并加入重鉻酸鉀(0.1g/L)，最好不要用硫酸保存，因為在硫酸中汞的本底值較高，且隨酸度變化熒光值不太穩(wěn)定，因而砷、汞同測時選用硝酸保存的水樣。 5鹽酸羥胺 在用冷原子法和其它方法測定汞時，一般在水樣消化時加入幾滴鹽酸羥胺，目的是為了還原過量的氧化劑，中止溴化反應，

11、使黃色褪盡。本法采用原子熒光法同時測定AS、Hg，首先還原劑硼氫化鈉是過量的，再者為了還原高價砷和掩蔽干擾離子，要加入硫脲抗壞血酸混合溶液，此溶液本身也是還原劑。當加入硫脲抗壞血酸混合溶液時，可起到與鹽酸羥胺相同的作用。分別對加入和不加入鹽酸羥胺的樣品進行了測定，實驗數(shù)據(jù)沒有顯著差異，因此在AS、Hg同時測定時可以不加鹽酸羥胺。6 線性范圍 砷、汞在較寬的濃度范圍內線性關系都很好，考慮到在飲用水中砷、汞的衛(wèi)生指標及測定的要求，砷的標準曲線濃度范圍為0100 ng/mL，汞的標準曲線濃度范圍為01 ng/mL，在最佳儀器條件下測定，砷的相關系數(shù)為0.9997，汞的相關系數(shù)為0.9990。結果見表

12、1。表1線性范圍As濃度(ng/mL) 5 10 30 50 70100 gAs熒光強度67.49128.41382.05639.37852.041236.860.9997Hg濃度(ng/mL)0.100.200.400.600.801.00 gHg熒光強度93.10178.04356.04518.34646.27829.770.99907標準溶液存放時間實驗表明1g/mL砷的標準使用液可存放在冰箱中半年左右。由于汞的響應很高，穩(wěn)定性欠佳，汞的標準使用液放置時間較短，0.01g/mL汞的標準使用液在冰箱中至多可存放三個星期。8檢出限 根據(jù)儀器設定的測定檢出限程序，連續(xù)測定空白溶液15次，用3倍

13、空白樣品熒光值的標準偏差除以標準曲線斜率即為本方法最低檢出限，砷為0.29ng/mL，汞為 0.05 ng/mL 。 9精密度測定不同濃度的砷、汞含量的水樣品各八次，求高、中、低濃度的砷、汞含量的相對標準偏差，均在6.8 %以內，結果見表2。 表2方法的精密度樣品號低濃度(ng/mL)中濃度(ng/mL)高濃度(ng/mL)As(10.0)Hg(0.30)As(30.0)Hg(0.60)As(70.0)Hg(1.00)123456789.409.929.0710.2710.019.1210.219.620.290.320.300.290.280.310.330.2727.0728.0828.8

14、230.0527.8829.2328.8529.220.650.610.630.570.560.580.610.6371.371.168.369.070.870.268.469.71.081.081.021.081.081.071.081.03RSD%4.96.83.35.31.72.410回收率選擇八個水樣品， 在水樣品中加入一定濃度的砷、汞標準溶液，測定樣品的加標回收率，低濃度：加入As 10.0ng/mL，回收率為85.7%112.6%、加入Hg 0.3 ng/mL，回收率為86.7%113.8%；中濃度：加入As 30.0ng/mL，回收率為90.2%101.8%、 加入Hg 0.6

15、ng/mL，回收率為90.0%108.8%；高濃度：加入As 70.0ng/mL，回收率為97.7%102.0%、 加入Hg 1.0 ng/mL，回收率為102.0%108.0% 。11 標準物質的測定：采用本方法測定中國環(huán)境監(jiān)測總站提供的標準物質，結果見表3。表3 標準物質的測定標準值測定值As 0.180+0.01 (mg/L)0.182 (mg/L)Hg 9.66+1.05 (ug/L)8.95 (ug/L) 小 結采用AFS230型原子熒光光度計同時測定飲用水中的砷、汞，選擇了儀器條件，適宜的酸介質、酸度，進行了干擾離子及掩避干擾方法的研究，本方法的最低檢出限：砷為0.29ng/mL、汞為0.05ng/mL，在樣品測定中砷的標準曲線濃度范圍為0100 ng/mL，汞的標準曲線濃度范圍為01 ng/mL，相關系數(shù)均達r=0.9990以上，用相對標準偏差考察方法的精密度，相對標準偏差均在6.8%以下，用加標回收率和標準物質考察方法的準確度，加標回收率為85.7%112.6%，標準物質的測定值和標準值相符得很好，滿