氢化物原子荧光法测定水中砷含量实验研究

郑少单

摘要：砷是一种常见的有毒元素，在水质量标准中对其含量有着严格的要求，建立水中砷的测定方法有重要意义。文章介绍了氢化物原子荧光法的工作原理，并通过实验研究，分析了氢化物原子荧光法测定水中砷含量的过程及结果，进一步明确了该方法的适用性及特点。

关键词：砷；原子荧光光度计；荧光强度；精密度；加标回收率

随着现代工业生产的发展，砷对环境的污染日趋严重，且砷化合物的毒性与其在水中的溶解度有关，过量饮入会对人体造成一定损害。为了保障水中砷的含量不超标，做好水中砷的监测工作十分重要。目前，水中砷的测定方法有分光光度法、原子吸收光谱法、x射线荧光法、电感耦合等离子体质谱法、原子荧光光谱法等。下面，就氢化物原子荧光法的测定过程及效果进行实验研究。

1氢化物原子荧光法工作原理

酸性条件下，溶液中的三价砷与硼氢化钾反应生成砷化氢气体，砷化氢气体由载气（氩气）带入石英原子化器，受热分解为原子态砷。在特定的空心阴极灯的照射下，基态的砷原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光。在一定的浓度范围内，其荧光强度与砷含量成正比。将荧光强度代入制作好的标准曲线，就可得出砷的含量。饮用水中既有三价砷也有五价砷，而只有三价砷能与硼氢化钾在常温下直接反应生成砷化氢气体，所以检测时应首先在水样中加入硫脲和抗坏血酸，促使五价砷还原为三价砷，这样就可测得饮用水中的总砷含量。

2仪器及试剂

2.1仪器

AFS-930双道原子荧光光度计（北京吉天）；自动进样器（北京吉天）；100mL容量瓶；1mL、5mL无分度吸管；50mL及500mL量筒；烧杯。

2.2试剂

此方法中试剂均采用优级纯，纯水达到实验室二级规格，氩气纯度为99.99%，砷标准物质[p（As）=1000mg/Ll从国家标准物质中心购买所得。其他试剂的制备方法如下：

盐酸溶液（5+95）：取25mL浓盐酸加入475mL纯水中，搅拌均匀即可。作为载液使用。

氢氧化钠溶液（0.5mg/L）：称取1g氢氧化钠溶于150mL纯水中，稀释至200mL。

硼氢化钾溶液（1mg/L）：称取2g硼氢化钾溶于200mL氢氧化钠溶液中，混合均匀即可。

硫脲一抗坏血酸溶液：称取10g硫脲加入约80mL纯水中，加热使其溶解。待冷却后加入10g抗坏血酸，全部溶解后稀释至100mL。

砷标准中间液[p（As）=100mg/Ll：吸取10.00mL砷标准物质于100mL容量瓶中，用纯水定容至刻线。

砷标准使用液[p（As）=10001*g/L]：吸取1.00mL砷标准中间液于100mL容量瓶中，用纯水定容至刻线。

3实验部分

3.1仪器条件

接通实验室电源，依次启动电脑主机、荧光光度计、自动进样器，待自检完毕后选用砷元素灯，然后进行仪器条件设定。仪器设定参数为：灯电流45mA：负高压305V；原子化器高度8mm；载气流量400mL/min；屏蔽气流量800mL/min；进样体积1mL；读数时间8s；延迟时间0.5s；读数方式是峰面积。仪器参数设定完毕后，将仪器预热30min以上，等待实验。

3.2标准曲线的制作

标准曲线选用O、0.50μg/L、1.00μg/L、2.50μg/L、5.00μg/L、10.00μg/L等6个不同浓度的点。AFS-930双道原子荧光光度计具有自动稀释功能，只需配制最大浓度10.00μg/L的点。即吸取1.00mL砷标准使用液至100mL容量瓶中，随后加入10.00mL硫脲一抗坏血酸溶液，再加入5.00mL浓盐酸，用纯水定容至刻度线。上下颠倒容量瓶使溶液混合均匀，放置30min待用。

仪器预热完毕后，将氩气打开，调整压力至0.3MPa。把（5+95）盐酸溶液部分倒入载流槽，还原剂瓶即硼氢化钾溶液放置在固定位置，开始做空白试验。2次空白试验荧光值之差小于4即认为空白稳定，可以开始绘制标准曲线。将配置好的10.00μg/L的砷液倒入容器，放置在自动进样器指定位置，实验开始。所得标准系列浓度及相关值见表1、绘制好的标准曲线见图1。

3.3精密度的测定

精密度是指使用特定分析程序，在受控条件下重复分析测定均一样品所获得测定值之间的一致性程度，通常以相对标准偏差kSD表示。计算公式如下：

式中：s为标准偏差；RSD为相对标准偏差；xi为某一测量值；为组测量平均值；n为测量次数。

實验中分别配制1.00μg/L，4.96μg/L，9.00μg/L等3个不同砷浓度的点进行测定，每个点平行测定7次，分别求得相对标准偏差RSD。

3.4加标回收率

加标回收分析在一定程度上能反映测试结果的准确度，是指在测定样品时，于同一样品中加入一定量的标准物质进行测定，将测定结果扣除样品的测定值。样品回收率计算公式如下：

式中：P为回收率，%；μa为加标水样测定值；μb为原水样测定值；m为加入标准的质量。

该实验以纯水为样品，分别以2.00μg/L，8.00μg/L为加标浓度，平行测定7次。

4结论

试验表明，选用氢化物原子荧光法测定水中砷含量，该方法快速、简单、准确度高，精密度、回收率及检出限均能够满足水中砷的测定要求。因此，在实际操作中，不失为一种值得推广应用的测定方法。