AFS和ICP-OES測定固定污染源廢氣中砷的比較試驗

馮晶晶，蔡學建

(1.黃石市潔城環境監測有限公司，湖北 黃石 435002；2.湖北師范大學，湖北 黃石 435002)

1 引言

砷，是一種非金屬元素，廣泛存在于自然界中，是人體非必需的元素。大氣中的砷及其化合物可通過呼吸道或隨著食物鏈進入人體，在人體內蓄積從而導致慢性砷中毒，甚至誘發癌癥。砷是我國實施排放總量控制的指標之一[1]。

目前，對工業生產廢氣中砷的檢測方法主要有原子熒光分光光度法[2,3]、電感耦合等離子體發射光譜法[4]和分光光度法[5]，本文分別用AFS和ICP-OES對砷進行分析，比較了2種檢測方法的優缺點，從而選擇最佳的檢測方法。

2 試劑與方法

2.1 試劑與儀器

試劑：優級純硝酸、鹽酸、硼氫化鉀、氫氧化鈉、硫脲、抗壞血酸；砷標準貯備液(環境保護部標準樣品研究所，濃度為100 mg/L)。

儀器：AFS-8530原子熒光光度計，北京海光儀器有限公司；ICPE-9820電感耦合等離子體發射光譜儀，日本島津。

2.2 儀器工作條件

AFS檢測條件：燈電流60 mA，光電倍增管負高壓260 V，原子化器高度10 mm，載氣流量400 mL/min，屏蔽器流量1000 mL/min。

ICP-OES檢測條件： 高頻功率1.20 kW，等離子體氣流量10.0 L/min，輔助氣0.60 L/min，載氣流量0.70 L/min，曝光時間30 s，靈敏度寬范圍，軸向觀測。

2.3 試驗方法

樣品消解方法參照標準HJ777-2015，用陶瓷剪刀將樣品濾筒剪成小塊置于聚四氟乙烯燒杯中，加入20.0 mL硝酸-鹽酸混合消解液，使濾筒碎片浸沒其中，蓋上表面皿，在100±5 ℃加熱回流2 h，冷卻。以水淋洗燒杯內壁，加入約10mL水，靜置0.5h進行浸提。將浸提液過濾到100 mL容量瓶中，用水定容至100 mL。分別用AFS和ICP-OES檢測樣品中砷的含量。

3 結果與討論

3.1 線性關系試驗和檢出限

AFS分析方法：對砷含量在0～50 μg/L范圍內的標準溶液進行測定，標準曲線方程為Y=73.173x+34.125，相關系數為1.0000。連續測定標準空白溶液熒光值11次，計算原子熒光的檢出限[6]，當污染源廢氣采樣量為0.600m3時，砷的檢出限為0.1 μg/m3。

ICP-OES分析方法：對砷含量在0～5.0 mg/L范圍內的標準溶液進行測定，標準曲線方程為Y=107.53x+2.412，相關系數為0.9999。連續測定空白試驗溶液7次，計算ICP-OES的檢出限[6]，當污染源廢氣采樣量為0.600 m3時，砷的檢出限為0.9 μg/m3。

兩種方法測得的砷的響應值(強度)與濃度都呈現良好的線性關系，其線性方程的相關系數均在0.999以上，均能很好的滿足檢測工作的需要。AFS的檢出限比ICP-OES低，能滿足低含量樣品的檢測需求。

3.2 不同儀器分析方法的加標回收試驗

在3個空白濾筒中分別加入含50 μg、100 μg、100 μg砷的標準溶液，按2.3試驗方法消解濾筒，進行加標回收試驗。對上述每添加水平做6次平行試驗，其結果見表1。

由表1可知，AFS分析方法回收率在95.9%～105.3%之間，相對標準偏差為1.00%～1.75%。ICP-OES分析方法回收率在87.4%～97.4%之間，相對標準偏差為1.51%～2.35%。比較兩種儀器分析方法的回收試驗，均在回收率要求范圍之內，但AFS法的回收率明顯更高，相對標準偏差更低，精密度更好。

表1 不同儀器分析方法的加標回收試驗

4 結論

比較AFS和ICP-OES測定固定污染源廢氣中的砷，從檢出限和加標回收試驗來看，AFS分析方法檢出限低，靈敏度高，準確度高，適用于不同濃度范圍樣品的測定，ICP-OES分析方法適用于高濃度樣品的測定。