石墨爐原子吸收法測(cè)定河水中的砷含量

劉兆峰

石墨爐原子吸收法測(cè)定河水中的砷含量

劉兆峰

本文用硝酸鈀作為基體改進(jìn)劑，采用石墨爐原子吸收法測(cè)定河水中的砷含量，結(jié)果表明，在 0～20ng/ml范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r=0.9994，儀器檢出限為0.4ng/mL，加標(biāo)回收率在94%～105%之間，能滿足環(huán)境水中砷含量的分析。

石墨爐；水；砷

砷是廣泛分布于自然界的非金屬元素,在土壤、水、礦物、植物甚至人體組織中都能檢測(cè)出微量的砷。砷的污染來(lái)源包括礦石的開(kāi)采、冶煉或以砷化合物作原料的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣。我國(guó)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB 3838-2002中規(guī)定I、II、III類地表水砷含量要小于0.05mg/L，IV、V類地表水砷含量要小于0.1mg/L。砷的測(cè)定方法主要有二乙基二硫化甲酸銀分光光度法、鋅-硫酸系統(tǒng)新銀鹽分光光度法、砷斑法、原子熒光法、氫化物發(fā)生器原子吸收法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法。前三種方法操作煩瑣耗時(shí)，原子熒光和氫化物發(fā)生法均需要產(chǎn)生氣態(tài)氫化物而在這一過(guò)程中酸度、樣品、試劑流速等因素控制不好都會(huì)影響測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性，ICP-MS儀器昂貴運(yùn)行成本高。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1儀器與試劑

采用島津AA-7000原子吸收分光光度計(jì)；實(shí)驗(yàn)所用器皿均為玻璃制品；實(shí)驗(yàn)所用酸均為優(yōu)級(jí)純?cè)噭瑢?shí)驗(yàn)用水為超純?nèi)ルx子水。

1.2樣品前處理

取50mL水樣于100mL燒杯中，加入5mL硝酸于電熱板上加熱至剩約20mL左右，再將消解液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶，用純水定容至刻度待測(cè)。同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1儀器工作參數(shù)

波長(zhǎng) 193.7nm，狹縫寬 0.7nm，點(diǎn)燈方式BGC-D2，燈電流12mA，石墨爐升溫程序見(jiàn)表1。

表1 石墨爐升溫程序

2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

配制20ng/mL、50ng/mL的砷和50μg/mL的鈀離子的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于自動(dòng)進(jìn)樣器中，由儀器自動(dòng)稀釋制作0、2、5、10、20ng/mL的砷工作曲線，基體改進(jìn)劑鈀離子加入濃度為 10μg/mL，總進(jìn)樣體積為20μL，得到砷工作曲線圖，見(jiàn)圖1。

圖1 砷工作曲線圖

2.3最佳灰化溫度的搜索

樣品中如果含有較大量的有機(jī)物，會(huì)造成基體干擾，灰化階段就是去除樣品中有機(jī)物的過(guò)程，如果有大量的有機(jī)化合物存在，可設(shè)置較高的灰化溫度或延長(zhǎng)灰化時(shí)間。點(diǎn)擊軟件中的“參數(shù)”→“編輯參數(shù)”→“升溫程序”→“溫度搜索”彈出相應(yīng)對(duì)話框。目標(biāo)升溫階段為第 4、5階段，以步寬為 50℃，開(kāi)始搜索溫度為600℃，結(jié)束溫度為1100℃，往樣品中加入4 ng/mL的砷標(biāo)樣進(jìn)行灰化溫度的搜索，得到不同灰化溫度對(duì)應(yīng)的吸光度。見(jiàn)表2。

表2 不同灰化溫度對(duì)應(yīng)的吸光度值

從上述結(jié)果可知，當(dāng)灰化溫度在850至1100℃時(shí)背景干擾有所下降，但由于溫度過(guò)高導(dǎo)致砷元素的損失靈敏度下降，所以灰化溫度選擇為800℃。

2.4最佳原子化溫度的搜索

目標(biāo)升溫階段為第6階段，以步寬為50℃，開(kāi)始搜索溫度為1900℃，結(jié)束溫度為2400℃，往樣品中加入4 ng/mL的砷標(biāo)樣進(jìn)行灰化溫度的搜索，得到不同原子化溫度對(duì)應(yīng)的吸光度。見(jiàn)表3。

表3 不同原子化溫度對(duì)應(yīng)的吸光度值

從上述結(jié)果可知，當(dāng)原子化溫度為2350℃時(shí)，吸光度達(dá)到最大，靈敏度最高，所以原子化溫度選擇2350℃。

2.5基體改進(jìn)劑添加量的選擇

在固定灰化溫度和原子化溫度后，往樣品中加入4ng/mL的砷標(biāo)樣，再分別加入不同濃度的鈀離子基體改進(jìn)劑得到以下結(jié)果，見(jiàn)表4。

表4 不同濃度基體改進(jìn)劑對(duì)應(yīng)的吸光度值

從上述結(jié)果可知，當(dāng)鈀離子加入量為10mg/l時(shí)，吸光度最大，靈敏度最高。

2.6樣品測(cè)試結(jié)果

按上述優(yōu)化條件對(duì)前處理好的樣品進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 樣品測(cè)定結(jié)果

2.7檢測(cè)限及加標(biāo)回收率

對(duì)空白樣品進(jìn)行11次測(cè)定，以3SD除以曲線斜率得到儀器檢測(cè)限為0.4ng/ml。往該樣品中分別加入6ng/ml、8ng/ml、10ng/ml的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液按同樣的方法進(jìn)行前處理后，測(cè)試其加標(biāo)回收率結(jié)果，見(jiàn)表6。

表6 樣品加標(biāo)回收率結(jié)果

3 結(jié)論

采用石墨爐原子吸收法測(cè)定河水中的砷含量，以硝酸鈀作為基體改進(jìn)劑，結(jié)果表明，在0～20ng/ml范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r=0.9994，儀器檢出限為0.4ng/ml，加標(biāo)回收率在94%～105%之間，能滿足環(huán)境水中砷含量的分析。

[1]陳亞妍,陳昌杰.生活用水檢驗(yàn)規(guī)范注解[M].北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2001,60-63.

[2]宋楠.乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法測(cè)定水中砷含量的不確定度分析[J].職業(yè)與健康,2009,19:21-22.

[3]張曉,趙欣.石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定生活用水中砷[J].中國(guó)衛(wèi)生檢索雜志,2007,17(12):2213-2214.

[4]黃玲,許美玲.原子熒光法與石墨爐原子吸收法測(cè)定水中砷含量的比較[J].廣東科技,2009,20,57-58.

廣東省食品藥品檢驗(yàn)所，廣東 廣州 510180