原子荧光光谱法测定复混肥中砷的研究

杨明妍，季汝泉（安徽省化工研究院，安徽合肥230041）

原子荧光光谱法测定复混肥中砷的研究

杨明妍，季汝泉
（安徽省化工研究院，安徽合肥230041）

摘要：采用原子荧光光谱法测定复混肥中的砷。样品经硝化后，加入盐酸溶液及硫脲溶液，以盐酸溶液为载流，硼氢化钾为还原剂，采用非色散原子荧光光度计测定。试验证明，该方法的准确度和精密度均较高，满足分析测定的要求。

关键词：复混肥；砷；原子荧光光谱法

砷是危害人体的有害元素之一，三价砷会抑制含- SH的酵素，五价砷会在许多生化反应中与磷酸竞争，因其键结构的不稳定性，会很快水解而导致高能键（如ATP）的消失。氢化砷被吸入人体后会很快与红血球结合并造成不可逆的细胞膜破坏。低浓度时氢化砷会造成溶血，高浓度时则造成多器官的细胞毒性。此外，砷还有一定的致癌性，慢性砷摄入与皮肤癌密切相关，也可能和肺癌、肝癌、膀胱癌、肾脏癌、大肠癌有关。

复混肥是常用肥料之一。当肥料施用于农作物中，肥料中的砷不仅通过食物链进入人体，而且会对环境造成污染，因而有效地控制复混肥中的砷是减少危害的重要途径，建立一套快速准确测定复混肥中砷的分析方法是其中非常重要的环节。目前国标法中采用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法和砷斑法进行测定[1]，所需试剂较多，步骤繁琐。本文采用原子荧光光谱法测定，准确度高，且大大简化了分析步骤。

1　实验部分

1.1仪器及主要工作参数

PF6- 2型非色散原子荧光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；砷空心阴极灯（北京曙光电子光源仪器有限公司）。仪器主要工作参数见表1。

表1　仪器主要工作参数

1.2试剂及标准溶液

试剂：硝酸（优级纯）；盐酸（优级纯）。

砷标准储备液（100μg/mL）：中国计量科学研究院。

砷标准溶液（20μg/L）：将砷标准储备液按一定比例稀释后，加入10mL硫脲（5%，m/V）溶液、4mL盐酸（1+1，V/V）溶液，加水至刻度，混匀。

其它溶液及材料：盐酸溶液（1＋1，V/V）；盐酸溶液（2%，V/V）；硫脲溶液（5%，m/V）；硼氢化钾溶液[1.5% （m/V)，以0.5%（m/V）氢氧化钾溶液配制]；高纯氩气（纯度≥99.999%）。

试验用水为二次蒸馏水。

1.3工作曲线的绘制

本法所用原子荧光光度计带有自动稀释功能，设定标准母液浓度为20μg/L，以2%（V/V）盐酸溶液为载流，1.5%（m/V）硼氢化钾溶液为还原液，分别测定2.0μg/L、4.0μg/L、8.0μg/L、16.0μg/L、20.0μg/L标准溶液的荧光值，见表2。

表2　砷标准工作曲线

砷标准工作曲线线性方程为y=189.73c- 27.189，相关系数r＝0.9999，线性关系良好，见图1。

1.4样品处理与测定[2]

称取试样0.5～2g（精确至0.0002g），置于100mL烧杯中，加入15 mL盐酸、5mL硝酸，盖上表面皿，在电热板上缓慢加热15min后，移开表面皿继续加热，蒸发至近干。冷却后，加入20mL盐酸，加热，赶尽硝酸，过滤，合并滤液入100 mL容量瓶中，取一定体积的滤液于100 mL容量瓶中，依次加入10mL硫脲溶液（5%，m/V）、4mL盐酸溶液（1+1，V/V），加水至刻度，混匀待测，同时作空白试验。

图1　砷标准工作曲线

同1.3中工作曲线测定相同的条件下用原子荧光光谱法测定其荧光值。根据工作曲线图1得出砷的质量浓度，按式（1）计算样品中砷的含量。

式中：w—复混肥样品中砷的含量，mg/kg；c—由测定的荧光值从标准曲线中查得砷的质量浓度，μg/L；V—吸取的滤液体积，mL；m—复混肥样品的质量，g。

1.5样品测定结果

试验中分别选取两种复混肥样品作为待测样品，测定结果如表3，相对标准偏差均小于5.0%，符合分析要求。

表3　复混肥样品测定结果

2　结果与讨论

2.1仪器条件的选择

灯电流和负高压的增大会使荧光值增加，检测限降低，同时噪声值也随之增大，稳定性降低。由于本试验中待测复混肥样品中砷的含量较低，需要仪器的检测浓度较小，所选用的仪器稳定性较好，故采用负高压为280V，灯电流为50mA。氩气既作载气也作屏蔽气，载气流量300 mL/min，屏蔽气流量600 mL/min，达到测定要求。

2.2硫脲的浓度

硫脲的作用是将试样中的五价砷预还原为三价砷[3]，其加入量的多少会影响其中砷被还原的程度。经试验测定，在试样溶液中加入10mL 5%的硫脲溶液，满足试验要求。

2.3盐酸浓度的选择

试验中盐酸溶液既是载流溶液，又用于提供酸度，现有相关标准中提出盐酸的浓度为2%（V/V），本试验经过测定后，确定2%（V/V）的盐酸溶液可以满足氢化发生的要求，而且重现性较好。

表4　加标回收试验结果

2.4硼氢化钾的浓度

硼氢化钾作为还原剂直接影响荧光强度[4]，且是氢化反应的主要反应物，是将砷元素转化为砷化氢的关键物质，经过试验确定1.5%（m/V）硼氢化钾（0.5%，m/V氢氧化钾溶液配制）溶液能够满足测定要求。

2.5回收率的测定

在样品中分别加入不同浓度的砷标准溶液进行回收率试验，结果见表4。

表4表明，该方法的添加回收率为96.2%～105.0%，相对标准偏差均小于2.0%，能够满足分析测定的要求。

3　结论

原子荧光光谱法具有灵敏、精确和线性范围宽的特点[5]。本文建立了原子荧光光谱法测定复混肥中砷的分析方法，并讨论了仪器条件、硫脲、盐酸和硼氢化钾用量对分析测试的影响。试验结果表明，仪器条件选择为负高压280V，灯电流50mA，载气流量300 mL/min，屏蔽气流量600 mL/min；载流为2%（V/V）盐酸溶液，还原溶液为1.5%（m/V）硼氢化钾（以0.5%，m/V氢氧化钾溶液配制）溶液；标准溶液和试样溶液中均加入10mL硫脲溶液（5%，m/V）及4mL盐酸溶液（1＋1，V/V），准确度较高，满足分析测定的要求。本试验中对不同复混肥样品进行了砷含量测定及添加回收率的测定，其结果的相对标准偏差均小于2.0%，添加回收率为96.2%～105.0%，准确度和精密度均较高。

参考文献

[1]GB/T23349- 2009.肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标[S].

[2]GB/T8571- 2008.复混肥料实验室样品制备[S].

[3]孙又宁.氢化发生-原子荧光光谱法同时测定肥料中砷、汞的研究[J].土壤肥料，2006（1）：44- 47.

[4]徐玉梅，李春，褚敬东，等.氢化发生-原子荧光光谱法测定肥料中砷[J].光谱仪器与分析，2005（2）：31- 34.

[5]李安模，魏继中.原子吸收及原子荧光光谱分析[M].北京:科学出版社，2002：2.□

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2015.01.027

中图分类号：O657.31

文献标识码：A

文章编号：1008- 553X（2015）01- 0093- 03

收稿日期：2014- 09- 05

作者简介：杨明妍（1981-），女，工程师，主要从事化工产品质量检测工作，13505613292，529752823@qq.com。