环境监测中原子荧光法测砷和汞的探讨

摘　要： 随着食品卫生,环境保护,饮用水安全等问题的不断出现,痕量元素(砷、汞、铅)等的精确快速的检测日益受到重视，并成为环境监测中的优先项目。近年来,氢化物原子荧光分光光度法具有灵敏度高,快速,选择性好,简便等特点,在痕量分析领域得到了广泛应用。本文利用原子荧光分析技术,对水样品中的砷和汞的测定方法进行了有益的探索。

关键词：环境监测；原子荧光光度法；砷；汞
水中砷与汞的测定, 目前已有分光光度法、原子吸收光谱法、冷原子吸收法、原子荧光法等多种方法. 原子荧光法因其灵敏度高、检出限低, 适合多元素同时分析, 越来越受到监测部门的重视. 但同时测定两个元素, 因存在气相或液相干扰, 故同时测定两个元素经常出现一个准确, 一个不准确, 或两个都不太准确的情况. 经过多次实验, 探索出了在AFS-930双道原子荧光光度计上同时分析砷与汞的方法, 收到了令人满意的结果。
1. 实验部分
　　1.1 原理
　　该方法的分析原理是，先用硝酸-高氯酸混合试剂和盐酸消解样品，然后在酸性条件下，以硼氢化钾将样品中的砷还原生成砷化氢，汞还原生成原子态汞，借助氩气将其导入石英原子化器，在特制空心阴极灯发出的特定光线照射下，原子处于基态的外层
电子跃迁到较高的能级上，并在回到较低能级的过程中辐射出原子荧光。荧光的强度与原子的浓度(即溶KBH4+3H2O+HCI→H3BO3+KCI+8HEHn+H2↑(过剩)液中被测元素的浓度)成正比。
式中E：可形成氢化物元素的离子；m：可以等于或不等于n。
　　1.2 主要仪器及试剂
　　1.2.1 仪器
　　（1）AFS-930型原子荧光光度计(北京吉天仪器有限公司)；
　　（2）砷空心阴极灯；汞空心阴极灯；
　　（3）高纯氩气( ≥99. 99% ) 。
　　1.2.2 试剂
　　（1）本实验用水均为无砷、汞去离子水；
　　（2）载流：5%盐酸（AR级）溶液；
　　（3）还原剂：0.5%氢氧化钾（AR级）溶液（称取0.5g氢化钾溶于纯水中并稀释至100 ml）；1%硼氢化钾（GR级）溶（称取1.0g硼氢化钾，溶于100ml0.5%氢氧化钾溶液中，混匀），此溶液现用现配；
　　（4）2%硫脲溶液（称取4g硫脲，低温加热溶解于200ml纯水中），现做现配；
　　（5）硝酸-高氯酸（1+1）；
　　（6）盐酸（1+1）；
　　（7）砷标准储备液: 100mg/L；
　　（8）汞标准储备液: 100mg/L；
　　（9）砷、汞混合标准使用液: 将砷和汞标准储备液稀释至As：10μg/L ，Hg：1.0μg/L，其中每100ml预加10ml2%硫脲和5ml浓盐酸。
　　1.3 分析步骤
　　1.3.1 设定仪器参数
　　经过试验，设定仪器参数如表1。
　　　　　　　　　　表 1　 仪器参数

　　1.3.2 水样预处理
　　取50ml工业废水水样于100ml锥形瓶中，加入新配制的硝酸-高氯酸（1+1）5ml于电热板加热至冒白烟后，取下冷却，再加5ml盐酸（1+1）加热至黄褐色烟冒尽，冷却后用水转移到50ml容量瓶中，定容，摇匀。
　　将已经过消解的水样移置于100ml比色管中，加5ml浓盐酸，10ml 2%硫脲溶液，定容摇匀，放置20min,待测定。
　　1.3.3 测定
　　开机后，先预热30min，连续测定空白，待读数稳定后，进行标准系列测定，然后进行未知样品测定。
　2. 结果与分析
　　2.1 线性范围
用所配制的砷、汞混合标准使用液，选择自动配制进行测定。我站日常检测的工业废水中砷、汞的含量不高，因而砷的标准曲线浓度范围设定为0～10μg/L，汞的标准曲线浓度范围设定为0～1.0μg/L，在选定的仪器条件下测定，砷的线性方程为：I=119.1034×C+13.997，相关系数r = 0.9997；汞的线性方程为：I = 455.9200×C—0.6867，相关系数r = 0.9997。结果见图1。

图1　 标准曲线图
　　　　　　表 2　混合液准确度测试统计结果

　　 2.2 检出限
　　根据仪器设定的测定检出限程序，在相同测量条件下连续测定空白溶液11次，测得本方法的最低检出限As 为0.20μg/L，Hg 为0.03μg/L， 与两指标分别测定结果相同。
　　2.3 精密度
　　本方法对As浓度为4.00μg/L、Hg浓度为 0.40μg/L 的混合液连续测定12次，取最后8次测定的荧光值进行统计，测得结果As标准偏差为6.08，相对标准偏差为1.23%；Hg标准偏差为3.24，相对标准偏差为1.79%。由此可见，同时测定时精密度的结果是令人满意的。
　　2.4 准确度
　　在水样中加入一定量的As、Hg标准溶液， 按上述步骤处理后进行含量测定，计算加标回收率，结果如表2（下表）所示。由表2(下表）可见，As的加标回收率为97.5%-102.7%，平均为99.9%，Hg的加标回收率为97.3%-104.5%， 平均为100.1%。由此说明本实验的准确度是理想的，结果是可靠的。
3. 结论
　　采用AFS-930型双道原子荧光光度计同时测定工业废水中的砷和汞，具有操作简单、快速、试剂用量少等特点，且灵敏度高，检出限低，共存离子干扰少，线性范围宽，重现性好，方法稳定可靠，结果令人满意，适用于日常对大批量工业废水样品的检测。