淺談水體中的砷和硒檢測方法研究進展

【摘要】砷和硒是水體優(yōu)良性監(jiān)測的重要指標(biāo)之一，水體中砷和硒含量的檢測對確保用水安全具有重要意義。本文簡要概述了水中砷和硒的危害，對目前水中砷和硒的檢測方法進行了系統(tǒng)綜述，為后續(xù)水體中砷和硒的檢測提供了有價值的參考意見。

【關(guān)鍵詞】水體；砷；硒；檢測方法

1、引言

水資源的污染問題在日益加重，在眾多水污染中重金屬污染占了相當(dāng)大的比例，嚴(yán)重影響了水生生態(tài)結(jié)構(gòu)。砷、硒是非金屬，但是它們的毒性及一些物理化學(xué)性與重金屬相似。砷是人體非必需元素，雖然其毒性較低但砷化合物毒性較大；雖然硒是人和其他生物必需的微量元素，但吸收過量會引起生物體中毒。水體中砷和硒通過生物富集和放大效應(yīng)后，毒性增大，水中砷和硒污染問題已經(jīng)嚴(yán)重危害到人類和各類生物體的生存。因此加強水資源中砷、硒元素的監(jiān)控非常重要，這里主要對水中砷和硒的檢測方法進行綜述。

2、水中砷和硒的檢測方法

電化學(xué)分析法、絡(luò)合滴定法和生物化學(xué)法可用來檢測水體中砷和硒，這幾種方法靈敏度和準(zhǔn)確性較低，檢測的物質(zhì)的種類有限。水中砷和硒常用的檢測技術(shù)還包括紫外-可見分光光度法（UV-VIS）、原子吸收光譜法（AAS）、電感耦合等離子體法（ICP）和原子熒光光譜法（AFS）等。

2.1 紫外-可見分光光度法（UV-VIS）

UV-VIS法是指將200 - 760 nm不同波長的光連續(xù)地照射到一定濃度的樣品溶液時，便可得到物質(zhì)對不同波長光對應(yīng)的吸收強度。如以波長（λ）為橫坐標(biāo)，吸收強度（A）為縱坐標(biāo)，可獲得物質(zhì)的吸收光譜。UV-VIS法是目前水環(huán)境監(jiān)測分析領(lǐng)域是目前水環(huán)境監(jiān)測中使用最多的儀器分析方法之一。

雖然用UV-VIS法測量砷、硒設(shè)備便宜、穩(wěn)定性和重復(fù)性較好，但此法也存在很多缺點，首先樣品前處理步驟比較繁瑣；其次由于在實驗過程中常使用劇毒試劑會產(chǎn)生廢液污染環(huán)境；再次因較低濃度的待測樣對光的吸收很低，檢出限偏高，難以滿足水質(zhì)監(jiān)測的要求。

2.2 原子吸收光譜法（AAS）

AAS利用蒸汽相原子可以吸收一定波長的光輻射，使被測元素原子中外層的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。各種原子將有選擇性地共振吸收一定波長的輻射光，根據(jù)吸收強度來定量試樣中被測元素的含量。根據(jù)原子化的方法不同，可將AAS法主要分為石墨爐法、火焰法及氫化物法等。AAS現(xiàn)已成為無機元素定量分析應(yīng)用最廣泛的一種分析方法。

Tuzen M等采用AlOH共沉淀、KMnO4氧化轉(zhuǎn)化不同價態(tài)砷進行前處理，用氫化物原子吸收法測定了三價砷和總砷。Q.Zhang等釆用原子吸收法測定了海水中的三價砷、五價砷，檢出限可達(dá)0.02 μg/L。AAS具有檢出限低（火焰法可達(dá)ng/cm-3級）、準(zhǔn)確度高（火焰相對誤差小于1%）、穩(wěn)定性好、選擇性好、擾干擾性強、分析速度快等優(yōu)點，但其無法實現(xiàn)多種元素的同時分析，需要更換光源。

2.3 電感耦合等離子體（ICP）

ICP包括電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）和電感耦合等離子體光譜法（ICP-OES），ICP-MS是一種新型的測試技術(shù)，采用先進的接口技術(shù)將電感耦合等離子體的高溫電離特性與質(zhì)譜儀靈敏快速掃描的優(yōu)勢結(jié)合起來，不僅用于元素的分析，還可進行同位素的快速檢測；測定精密度（RSD）可到0.1%。用ICP-MS法檢測元素時線性范圍寬、干擾少，同時有很好的準(zhǔn)確性和精密度，在大批水樣和多元素同時分析時具有很大的優(yōu)勢；但由于儀器昂貴，在實際應(yīng)用中運轉(zhuǎn)維持費用也很高，限制了該方法的廣泛應(yīng)用。

ICP-OES是20世紀(jì)80年代以來發(fā)展最快的無機痕量元素分析技術(shù)，用電感耦合等離子矩作激發(fā)光源，使各組分的原子被激發(fā)并發(fā)射出特征譜線的光，再以其波長和強度來定性定量的分析方法。楊靜等使用ICP-OES測定了生活飲用水中As和Se的含量分別為2.18μg/L和4.52μg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為3.1%和4.8%，加標(biāo)回收率分別為106.0%和105.4%，線性范圍均為10μg/L-1000μg/L，檢出限分別為1.9μg/L和3.2μg/L，結(jié)果表明該方法速度快，操作便捷，線性范圍寬，精密度和加標(biāo)回收率高，但檢出限略高。

2.4 原子熒光光譜法（AFS）

AFS是指自由原子蒸汽吸收特征波長輻射后，原子的外層電子在特定波長的光激發(fā)下從基態(tài)或低能級經(jīng)過約10-8s躍遷到高能級激發(fā)態(tài)，因電子處于不穩(wěn)定狀態(tài)又躍遷至基態(tài)或低能級，同時發(fā)射出特定波長的熒光，通過熒光強度定性分析待測元素含量的方法。

李靜等采用氫化物-AFS測定海水痕量硒及其形態(tài)，優(yōu)化實驗條件后檢出限為0.072 μg/L，該方法直接測定海水中硒，回收率為99±2%。朱敬萍等對氫化物-AFS測定海水中的微量砷進行了分析討論，方法檢出限為0.08 μg/L，回收率在98%±9%。AFS具有靈敏度高及選擇性強的特點，對于測定譜線在200-290nm之間的元素具有獨特的優(yōu)點，檢出限較低，此外還可以進行多種元素的測定，在測定水中砷、硒上有很大的用途。

3、結(jié)論

砷、硒元素的檢測在環(huán)境監(jiān)測中日益受到重視，常用的檢測方法有各自的優(yōu)缺點。UV-VIS和AAS法設(shè)備便宜、穩(wěn)定性和重復(fù)性較好，但是樣品前處理和檢測過程較復(fù)雜；ICP-MS技術(shù)適合超痕量元素分析，但儀器設(shè)備和使用維護費用較高；AFS具有分析速度快、選擇性強、檢出限低和準(zhǔn)確度高等特點。今后，提高分析方法的精密度和準(zhǔn)確性，簡化樣品前處理步驟，降低儀器使用和維護費用，將是新方法研究的重點。

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作者簡介：茅遂，女，（1987.5- ），崇明縣水文站，初級工程師