原子荧光法测定生活饮用水中砷的含量

徐 胜

(山西省万家寨引黄工程管理局，山西 太原 030012)



原子荧光法测定生活饮用水中砷的含量

徐 胜

(山西省万家寨引黄工程管理局，山西 太原 030012)

介绍了原子荧光法的原理，论述了采用原子荧光法测定生活饮用水中的砷含量的实验主要仪器、试剂及仪器的工作参数，并对主要的实验步骤进行了详细分析，提出了一些实验注意事项，以供参考。

原子荧光法，实验，仪器，测定结果

0 引言

原子荧光法的原理是原子蒸气吸收特定波长的光辐射的能量而被激发，受激原子在去激发过程中发射出一定波长的光辐射。

砷是生活饮用水中的水质常规指标中的毒理学指标，主要以三价砷、五价砷及有机砷等不同形态存在。根据国标GB 5749—2006中生活饮用水中砷的测定方法主要有氢化物原子荧光法、二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法、锌—硫酸系统新银盐分光光度法、砷斑法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法。其中氢化物原子荧光法因其操作简单、灵敏度高、线性范围宽、方法简单快速等优点而被广泛应用。

1 实验部分

1.1 实验原理

在酸性条件下，三价砷与硼氢化钠反应生成砷化氢，由载气(氩气)带入石英原子化器，受热分解为原子态砷。在特制砷空心阴极灯的照射下，基态砷原子被激发至高能态，再去活化回到基态，发射出特征波长的荧光，在一定的浓度范围内，其荧光强度与砷的含量成正比，与标准系列比较定量。

1.2 主要仪器及试剂

1)仪器。a.AFS-930型双道原子荧光光度计(北京吉天仪器有限公司)；b.砷编码高性能空心阴极灯(北京吉天仪器有限公司)；c.AS-60自动进样器。

2)试剂。a.实验用水为UPT系列超纯水器(四川优普超纯科技有限公司)，电阻率18.25 MΩ；b.盐酸(优级纯)；c.硫脲(分析纯，天津市化学试剂三厂)；d.氢氧化钠、硼氢化钠(优级纯，天津市光复精细化工研究所)；e.As标准储备液(1 000 μg/mL)(购自国家标准物质研究中心)；f.载流液：5%(V/V)HCl(取25 mL浓盐酸到烧杯中，用超纯水稀释定容至500 mL);g.还原剂：1.0%(W/V)NaBH4+0.5%(W/V)NaOH(称取2.5 g优级纯 NaOH溶于少量超纯水中，再加入5 g优级纯 NaBH4用超纯水定容至500 mL)。

1.3 仪器条件设定

根据北京吉天仪器有限公司《原子荧光分光应用手册》中推荐的参数，并与厂家联系设定仪器最佳参数，见表1。

表1 仪器工作参数

1.4 分析步骤

1)As标准使用液(10 μg/L)：准确移取10 mL砷标液到100 mL容量瓶中，用5%盐酸溶液定容、摇匀得到浓度为100 μg/mL的砷标准中间液1；再移取1 mL砷标准中间液1到100 mL容量瓶中，用5%盐酸溶液定容、摇匀得到浓度为1 μg/mL砷标准中间液2；移取1 mL的砷标准中间液2于100 mL容量瓶中再加10 mL 10%硫脲，用5%盐酸定容、摇匀得到浓度为10 μg/L的标准使用液。

2)标准系列:本仪器带自动稀释功能，将As标准使用液倒入样品管中，将装有As标准使用液的样品管放入自动进样器盘中确定好位置，仪器自动稀释成0 μg/L，1 μg/L，2 μg/L，4 μg/L，8 μg/L，10 μg/L标准系列。

水样准备：取5 mL水样于10 mL聚乙烯塑料管中，依次加入50%盐酸1 mL，10%硫脲1 mL，用超纯水定容至刻度，同时做样品空白溶液。将样品空白管、水样管放入自动进样器盘中，并确定好位置。

3)标准曲线：仪器开机后按仪器条件设定工作参数，预热半小时后，开始测量标准空白、标准溶液系列。

4)水样测试：标准曲线测量完后建立标准曲线，相关系数达0.999以上时再进行水样空白及水样测试，否则应重新进行标准系列的测试。

2 测定结果

2.1 标准曲线

根据AFS-930型双道原子荧光光度计的要求，砷的标准曲线浓度范围设置为0 μg/L～10 μg/L。设定仪器最佳工作参数条件下，在上述浓度范围内其标准曲线和相关线性关系见图1及表2。

表2 砷标准溶液测定值

2.2 检出限测定

测量方式：改换成Statisties，其余条件不变(注：检出限与精密度测定是在设定好的条件下不间断连续测量完成的)。连续测量标准空白溶液11次测量的数据仪器自动计算SD，测量上述标准系列，做一工作曲线，计算斜率，按式D=3×SD/K计算检出限为0.006 3 μg/L，符合D≤0.02 μg/L的仪器期间核查要求。

2.3 精密度试验

用浓度为10 μg/L的砷标准溶液连续检测11次，11次荧光强度值的标准偏差除以平均值自动统计计算，相对标准偏差RSD(As)=0.88%，符合RSD≤2.0%的仪器核查标准。

2.4 样品中砷测定结果及加标回收率

向实际水样中加入一定量的已知浓度的标准物质进行测定，将测定结果扣除样品的本底值。重复测定5次，用加入前后样品的平均浓度计算回收率，结果见表3。本方法测定生活饮用水中As的回收率在97%～104.8%，符合国家饮用水卫生标准的检测要求。

表3 水质样品中砷测定结果及回收率

3 注意事项

1)原子荧光光度计属于痕量分析仪器，仪器原子化器应定期取下来在硝酸洗液中浸泡；所使用的玻璃器皿应浸泡在20%硝酸中24 h，纯水冲洗后备用；2)载气(氩气)纯度达到99.99%以上。试剂储备液定期更换，使用液和还原剂现用现配；3)向水样及标准溶液中加硫脲和抗坏血酸的主要作用是还原五价砷为三价砷，保持水样中砷价态的一致，使三价砷易与硼氢化钾(钠)反应生成砷化氢。硫脲和抗坏血酸除了起还原作用保持稳定外，抗坏血酸也能减少一些离子的干扰。生活饮用水中的干扰元素含量很低，且10%浓度的硫脲溶液能够起到完全还原五价砷维持稳定的作用，抗坏血酸的还原和抗干扰作用对所测定水质起到的作用不大，故本方法只加硫脲；4)仪器预热半小时后再进行测量；5)实验结束后一定要用纯水清洗整个流路，防止还原剂在管路中结晶影响下次测定；6)元素灯不宜长期放置不使用，定期开机空跑半小时。

[1]GB 5749—2006，生活饮用水卫生标准.

[2]北京吉天仪器有限公司，原子荧光分光应用手册.

[3]史桂荣.原子荧光法测定水中痕量砷的实验探讨.山西建筑，2014，40(12)：146-147.

[4]秦宏伟，朱爱国，姜国华，等.原子荧光光度计常见问题干扰因素与排除.化学分析计量，2009，18(3)：35-36.

Determination of arsenic content in drinking water using atomic fluorescence method

Xu Sheng

(ShanxiWanjiazhaiYellowRiverDiversionProjectManagementBureau,Taiyuan030012,China)

This paper introduced the principle of atomic fluorescence method, discussed the working parameters of main experiment instrument, reagent and instrument determination of arsenic content in drinking water by atomic fluorescence method, and analyzed in detail the main test steps, put forward some matters needing attention in the test, for reference.

atomic fluorescence method, experiment, instrument, determination result

1009-6825(2015)01-0131-03

2014-10-24

徐 胜(1973- )，男，工程师

TU991.21

A