氫化物原子熒光分光光度計法 測定生活飲用水中砷

黃春燕

（廣東省陽江市陽東區疾病預防控制中心，廣東陽江 529900）

砷是一種有毒的重金屬，如果人們長期飲用砷超標的生活飲用水，會對人體的呼吸系統、消化系統、循環系統、神經系統、內分泌系統造成嚴重的損害[1]。本文將氫化物原子熒光分光光度計法測定生活飲用水中砷的檢測方法介紹如下。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

1.1.1 儀器

AFS-930全自動進樣雙道原子熒光分光光度計（北京吉天儀器有限公司）；砷空心陰極燈；DI-500實驗室超純水機（南京前沿儀器設備有限公司）；氬氣（純度≥99.9%）；容量瓶[經（1+1）硝酸溶液浸泡24 h處理]；BS224萬分一電子天平。

1.1.2 試劑

超純水，電導率達到18.25 Ω·m；砷標準貯備液 （100 mg/L），［國家標準物質中心購買,編號GBW90（E）］；砷標準使用液（10 μg/L）；鹽酸（ρ20=1.19 g/mL優級純），鹽酸溶液（2＋98）；2%硼氫化鉀-0.1%氫氧化鉀溶液（稱取0.5 g氫氧化鉀溶于少量水中，加入10.0 g硼氫化鉀，用純水定溶至500 mL，此溶液現用現配，混勻）；硫脲—抗壞血酸溶液：稱取10.0 g硫脲加純水約80 mL，加熱溶解，冷卻后加入10.0 g抗壞血酸，加水至100 mL[2]。

1.2 試驗方法

1.2.1 儀器工作參數

燈電流：45 mA；負高壓：280 V；原子化器高度：8.0 mm；原子化器溫度：200 ℃；載氣流量：400 mL/min；屏蔽氣流量：800 mL/min；讀數時間：7.0 s；延遲時間：1.5 s；載流液：鹽酸溶液（2＋98）；注入量：0.5 mL；測量方式：標準曲線法；讀數方式：峰面積。

1.2.2 砷標準系列的配制

AFS-930全自動進樣雙道原子熒光分光光度計，其采樣精度及自動化程度非常高，可實現單標準溶液在線自動配制標準系列功能，用濃度為10.00 μg/L的砷標準使用溶液，自動配制標準溶液系列，濃度值分別為2.00 μg/L、4.00 μg/L、6.00 μg/L、8.00 μg/L和10.00 μg/L的工作曲線。

1.2.3 樣品測定

打開儀器、開氬氣、開電腦，三者連接。在電腦工作平臺設定好儀器工作的最佳條件，并在工作平臺上點火，以點燃原子化器爐絲。接好載流液、還原劑。空轉儀器 30 min，使其穩定。取10 mL水樣于樣品管中，分別向水樣、空白、標準溶液加入1.0 mL鹽酸、1.0 mL硫脲-抗壞血酸溶液，混勻。將水樣、空白、標準溶液放入設定好的全自動進樣盤中進行測定，從工作平臺上得到工作曲線，讀出樣品中被測砷元素的含量。如果樣品讀數超出標準曲線范圍，需要將樣品稀釋后再測[3]。

1.2.4 結果計算公式

式中：X-樣品中砷的含量，mg/L；C-樣品溶液中砷的含量，μg/L；F-稀釋倍數。

2 結果與分析

2.1 儀器條件的選擇

2.1.1 燈電流的選擇

燈電流越大，熒光強度值越大，但會影響燈的使用壽命；燈電流越小，熒光強度值越小，會影響儀器不穩定。試驗表明燈電流選擇45 mA為佳。

2.1.2 負高壓的選擇

負高壓越大，熒光強度值也越大，但同時背景強度也增大。試驗表明負高壓在280 V信號時，強度重現性好，在靈敏度滿足的條件下，選取負高壓280 V。

2.1.3 載氣流量和屏蔽氣流量

載氣流量對砷熒光強度也有一定的影響。載氣流量過大，會稀釋氫化物，降低靈敏度；載氣流量過低則使形成的氫化物無法迅速的進入到原子化器中。適當的屏蔽氣流量則可以防止空氣進入，保證火焰形狀的穩定，故本方法選擇載氣流量400 mL/min，屏蔽氣流量800 mL/min。

2.2 氫化物發生條件的選擇

硼氫化鉀-氫氧化鉀溶液是還原劑，硼氫化鉀在水中不穩定，用氫氧化鉀作為穩定介質，以防止硼氫化鉀分解，以利于提高測定的靈敏度；砷化氫的生成受酸度的影響，需要控制好樣品的酸度，通過硼氫化鉀溶液中的介質（即氫氧化鉀的用量）來調節整個反應體系的pH值是非常關 鍵的[4]。

載流液即是與標準基體相一致的等濃度溶液，用于推動樣品至反應系統參與反應并清洗整個進樣系統。試驗證明砷在鹽酸溶液中的熒光強度值最穩定；砷在硝酸溶液的熒光強度值較在鹽酸溶液低；砷在硫酸的熒光強度值高，但本底值也高；砷在磷酸的熒光強度值最低。故本方法選擇了鹽酸（2＋98）作為載流液[5]。

2.3 工作曲線

在選定的試驗條件下，繪制2.00～10.00 μg/L范圍內的砷標準工作曲線，曲線標準單點分別是2.00 μg/L、4.00 μg/L、 6.00 μg/L、8.00 μg/L和10.00 μg/L，對這5個砷標準單點進行熒光強度測量，繪制工作曲線，得到曲線方程為：I=214.192 3C-0.841 2，相關系數R=0.999 9，測量結果見表1。

2.4 檢出限

按1.2.3樣品測定的步驟，對空白溶液連續進行11次熒光強度值（I）測量，得到的熒光強度值（I）分別為1.47、1.09、1.10、0.79、0.89、1.10、2.21、2.16、1.49、0.99和1.88。由表1可知，該方法的最低檢出限為0.012 8 μg/L。

表1 砷的檢測限和工作曲線

2.5 精密度試驗

按1.2.3樣品測定的步驟，對濃度為10.00 μg/L的砷標準溶進行11次熒光強度（I）測量，結果見表2。由表2可知，砷的相對標準偏差（RSD）為0.64%。

表2 砷的相對標準偏差（RSD）

2.6 準確度試驗

為確保本方法的可行性，在含砷濃度不同的樣品中加入濃度相同的砷標準物質，用加標回收方法檢驗方法的準確度。在3份已知含砷濃度為2.50 μg/L、4.50 μg/L、6.00 μg/L的水樣中分別加2.00 μg/L的砷標準溶液，按方法操作，加標回收率測定結果見表3。由表3可知，本方法的加標回收率范圍為85%～113%。

表3 加標回收率測定結果

3 結論

本文采用氫化物原子熒光分光光度計法測定生活飲用水中砷，選擇了最佳的儀器條件、氫化物發生條件，本方法的工作曲線線性范圍為2.00～10.00 μg/L；相關系數R為0.999 9；最低檢出限是0.012 8 μg/L；用相對標準偏差來檢驗方法的精密度，此方法的相對標準偏差（RSD）為0.64%；用加標回收方法檢驗方法的準確度，此方法加標回收率在85%～113%；都滿足衛生檢驗的要求。本方法儀器價格低廉，操作方便，具有良好的靈敏度、精密度和準確度。