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氢化物原子荧光法测定水中痕量砷

林媛媛

(广西渔业环境监测中心南宁530021)

摘要本文采用氢化物原子荧光法测定水中痕量砷，讨论并确定了最佳实验条件。结果表明：该方法的检出限达0.4μg/l，在1～10μg/ml的线性范围内线性相关系数为0.9995。

关键词氢化物原子荧光法砷

砷是水中具有蓄积作用的有毒有害元素，在渔业环境监测、无公害养殖用水检测以及涉水产品质量安全监督领域中都被列为重点检测指标。传统的砷检测方法有：银盐法、石墨炉原子吸收、中子活化、砷斑法，但操作繁琐，准确性较差，灵敏度较低，而氢化物原子荧光法测砷具有简单、快速、分析灵敏度高、干扰少、线性范围宽等优点，近年来在环境^［1］、食品^［^2］、医学^［^3］、化妆品^［^4］等领域得到广泛的应用。



本文用氢化物原子荧光法测定水中的砷，并根据本实验条件和检测工作的具体情况对仪器和试剂进行了优化选择。

1材料与方法

1.1实验原理

水样在盐酸介质中，经硫脲-抗坏血酸混合溶液还原，与硼氢化钾反应生成挥发性氢化物，以高纯氩气为载气，将氢化物从母体中分离，导入电热石英原子化器中原子化，在特定的空心阴极灯照射下，待定元素的基态原子被激发至高能态，当它回到基态时，发射出特征波长的荧光，其荧光强度在一定范围内与被测元素浓度成正比。

1.2检测依据

中华人民共和国国家标准GB/T8538-1995。

1.3主要仪器

AFS-230E型全自动双管道氢化物发生原子荧光光度计(北京海光有限责任公司)。

As特种空心阴极灯(北京有色金属研究总院)。

氩气：纯度＞99.99%。

1.4主要试剂

As标准储备液：100mg/l(国家环境保护总局标准物质研究所，GSB07-1275-2000)。

As标准样品：国家环境保护总局标准物质研究所，GSBZ50004-88。

预还原剂：硫脲-抗坏血酸混合溶液50g/l。称取5.00g硫脲溶于100ml水中，再称取5.00g抗坏血酸溶于此溶液中。现用现配。

KBH₄-NaOH溶液：0.5gNaOH溶于100ml水中，加入1.5gKBH4并使之溶解。现用现配。

载流：5%HCl。量取50ml优级纯HCl，用水稀至500ml。

实验所用HCl、KBH₄均为优级纯，其他试剂为分析纯。

1.5标准曲线绘制

根据广西渔业水域及畜禽饮用水中砷含量相对较低的特点，对1～10μg/ml范围作线性测定。准确吸取As标准使用液(1μg/ml)0.1，0.2，0.4，0.8，1.0ml于100ml容量瓶中，加入20ml5%硫脲-5%抗坏血酸混合液，用5%盐酸稀释至刻度，摇匀，配制成含砷为1.0，2.0，4.0，8.0，10.0μg/ml的标准系列溶液。放置30min后测定。

1.6样品预处理

吸取50ml水样至100ml容量瓶中，加入10mlHCl(1+1)，再加20ml5%硫脲-5%抗坏血酸混合液。放置30min，与含砷标准系列溶液一起测定。

1.7检测

1.7.1仪器工作条件及测量条件

具体的仪器工作条件见表1，测定条件见表2。

表1 AFS-230E型原子荧光光度计工作条件

项目	A道
元素	As
光电倍增管负高压(V)	300
原子化器温度(℃)	200
原子化器高度(mm)	8
灯电流(mA)〖〗	60
载气流量(ml/min)	400
屏蔽气流量(ml/min)	900

表2 测定条件

项目	仪器参数
读数时间(s)	10
延迟时间(s)	1
注入量(ml)	0.5
重复次数	5
测量方式	Std.Curve
读数方式	Peak.Area

1.7.2操作步骤

开机后设定好仪器工作参数并预热30min，输入必要参数，如标准系列浓度值，样品量等。将标准空白液、标准液、样品空白液、试样放入样品盘，进行测定。

2结果与讨论

2.1试验条件的选择

2.1.1负高压及灯电流

负高压和灯电流是影响测定灵敏度的主要因素。灵敏度随着负高压和灯电流升高而增加，但是负高压过高会导致基线漂移，灯电流过高则会缩短灯的寿命。通过实验，选用：负高压300V，灯电流60mA。2.1.2载气和屏蔽气

实验过程中，载气和屏蔽气的流量过大会稀释测定成分的浓度，过小又不能迅速将测定成分带入石英炉，一般以0.4～0.6l/min为宜。2.1.3硼氢化钾

研究发现，当硼氢化钾溶液浓度减小时，氩氢焰也减小，这样火焰发射及溅落引起的噪声减小，信号比得到改善^［5］。但当其用量过少时，还原高价砷的能力减弱，灵敏度降低，所以本实验选用1.5%的硼氢化钾溶液。

2.1.4观测高度(即炉高)

一般情况下，观测高度直接影响测量灵敏度和数据稳定性，观测高度太低，炉子散射光造成背景读数，增加噪音，但过高的观测高度会导致灵敏度及精确度下降。本实验选用炉高8mm。

2.2标准曲线

As标准液浓度与荧光强度见表3，标准曲线见图1，线性回归方程If=-11.43C+80.47，相关系数r=0.9995。

表3 As标准液浓度与荧光强度

序号	标液浓度(μg/ml)	荧光强度值If
S₁	1	76.839
S₂	2	149.204
S₃	4	302.936
S₄	8	620.880
S₅	10	804.661

As标准液浓度(μg/l)

图1As标准曲线



2.3检出限(DL)

按水样测定方法平行进行20次空白实验，得到其荧光信号的标准偏差(SD)，回归方程斜率(K)，根据检出限DL=3×D/K，求得溶液中砷的检出限为0.4μg/l。

2.4精密度(RSD)

分别对0.010mg/l，0.020mg/l，0.040mg/l?3种浓度加标，连续10次测量，RSD分别为：8.2%，5.3%，3.0%。

2.5标准物质的测定结果

见表4，标准物质的测定结果与标准值吻合，进一步说明本文方法的准确可靠性。

表4 标准样品的测定结果

序号	1	2	3	4	5	As标准值±不准确度
结果	0.211	0.228	0.215	0.223	0.230	0.223±0.01

3小结

(1)由于氢化物发生原子荧光法灵敏度高，所以试剂纯度、器皿的玷污是实验成败的关键之一，实验过程中使用的玻璃仪器均需要经10%～20%优级纯硝酸浸泡24h以上。

(2)利用双道氢化物发生原子荧光法测定水中的砷，方法简单、快速、准确、灵敏度高，其最小检出限远远低于国家生活饮用水标准值(As≤0.05mg/l)^［6］，具有很高的实用价值。本实验通过对该方法进行优化，能够满足渔业水域、渔业产品及畜禽饮用水等日常分析工作的需求，应用领域较广。

参考文献

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［1］陈力，周美娟.土壤中砷的原子荧光法测定.上海环境科学，1992，

11(5)：22

［2］江志刚.氢化物-原子荧光法测定粮食中的砷.分析测试学报，1999，

18(1)：12-14

［3］杨林生.地方性砷中毒患者皮肤改变与砷关系研究.中国地方病学杂

志，2000，19(10)：62-64

［4］王熙竹，汪志刚.原子荧光法测定化妆品中的汞.福州大学学报(自然

科学报)，1999，第27卷增刊

［5］杨祖英主编.食品控制.化学工业出版社，2001

［6］中华人民共和国卫生部.生活饮用水卫生规范.中华人民共和国卫生

部卫生法制与监督司，2001