原子荧光光谱法测定地表水中的砷

焦怀鑫，梅玉强

（周口市质量技术监督检验测试中心，河南周口466000）

分析测试

原子荧光光谱法测定地表水中的砷

焦怀鑫，梅玉强

（周口市质量技术监督检验测试中心，河南周口466000）

运用原子荧光光谱法测定地表水样中砷。用10%盐酸、10%抗坏血酸-10%硫脲混合溶液处理样品，1.0%硼氢化钾和0.5%氢氧化钠作为还原剂，在5%盐酸介质中测定砷。通过检测，砷检出限为：0.18μg/L，砷的加标回收率为96%~107%，本测试方法有操作简便、基体干扰少、灵敏度高、快速等优点，可用于地表水样中砷快速测定。

原子荧光光谱法；快速测定；砷

0 引言

目前国内多地水污染十分严重，其中的砷污染又是水体污染的一个重要的贡献者。在自然界中砷以单质及其化合物形式存在，由于砷和其化合物在工业生产中具有广泛的用途，所以在使用过程中，容易产生含砷的“三废”；另外采矿过程中也会伴随含砷废物的生成，当砷通过各种途径进入到人们的食物链中，被人体吸收并在人体内积累下来，就会造成砷中毒危及人类健康。

据有关调查数据显示，长期饮用水中砷含量大于0.10 μg/L的人群中，砷中毒、患病、患癌的几率很高。按照WHO的水中含砷标准，我国砷易中毒区的暴露人数达1500万之多；目前已确诊的患者超数万人，因此地表水中砷元素的测定，对人类健康具有非常重要的意义。很多测定砷的方法和手段已经在实际的测量中得到应用，如分光光度法、石墨炉原子吸收法和原子荧光光谱法等作为常用的测量方法[3-5]。本文利用原子荧光光度计联合光谱测定水中的砷具有快速、干扰少、节省试剂、灵敏度和准确度较高、操作简便等优点，可使用于地表水中砷含量的测定[6]。

1 实验部分

1.1 主要试剂和仪器

试剂：As：GSB.07－1275－2000，100 mg/L，103004；硝酸－高氯酸(1:1)；去离子水；5%盐酸溶液；硫脲和抗坏血酸，分析纯；1.0 mg/mL KBH4和0.5 mg/ mL KOH，载气：氩气（纯度＞99.99%）。

仪器：AFS－930型双道原子荧光光度计；AFS－930自动进样器，砷高强度空心阴极灯。

1.2 溶液的配制

1.2.1 KOH-KBH4还原剂的配制

准确称量0.25 g KOH和0.50 g KBH4，把KOH溶于50 mL水中，在搅拌的情况下加入KBH4，待固体完全溶解，将溶液转移到500 mL容量瓶中稀释定容，得1.0 mg/mL KBH4和0.5 mg/ mL KOH混合溶液。

1.2.2 载流剂的配制

准确量取20 mL、37%浓盐酸于烧杯中，稀释后再转入500 mL容量瓶中，加水稀释至刻度线摇匀（现配现用）。

1.2.3 砷标准液的配制

将砷标准液稀释至25 μg/L，然后取1.0 mL该稀释液和1.0 mL盐酸加到25 mL比色管中，再加入2.0 mL 10.0%硫脲-10.0%抗坏血酸。

1.2.4 试验方案

先取稀释后的砷，测量其含量标准曲线，然后分别准确量取12.5 mL 5个水样品于25 mL比色管中，分别加入10.0%抗坏血酸-2.0 mL 10.0%硫脲和1.0 mL盐酸，用超纯水将待测的五个样品稀释至刻度线，轻轻震荡后静置20 min，进行测定，并分别计算各自水样中的砷含量。

2 结果与讨论

2.1 砷标准曲线的绘制和水样中砷

2.1.1 对所配制的砷标准液及所取得的样液进行测定，结果如表1所示：

表1 标准液中砷的荧光值和浓度

2.1.2 砷的标准曲线

图1 砷的一次曲线

由图1可知，砷的实验相关系数达到0.9997，说明砷在0～100 μg/L范围内线性关系良好，其一次回归方程是I=27.5097×C－7.0899。连续测定10次，可求出空白实验的标准差。

2.1.3 水样中砷含量的测定

对所取得的5种地表水进行测定，结果如表2所示：

表2 测定的几种地表水的荧光值和浓度

从表2中所测出的数值可以看出，所取5个地表水样中砷的含量符合国家标准，没有出现砷污染的情况。

2.2 试验条件的选择

2.2.1 硼氢化钾的用量的影响

测定砷时，KBH4通过与待测物反应生成氢化物，从理论上分析，KBH4浓度增加，灵敏度增大。本试验KBH4的浓度设计为0.5 mg/mL、1.05 mg/mL、1.55 mg/mL、2.05 mg/mL、2.55 mg/mL、35 mg/mL时，对测定了0.2～8 μg/L砷的影响。实验结果表明KBH4浓度升高，灵敏度随之增大，当KBH4浓度大于25 mg/mL时，灵敏度随着KBH4用量加大增幅平缓，因此选择KBH4浓度为1.0 mg/mL。

2.2.2 载流剂的影响

在常用的盐酸、硝酸和硫酸中，硝酸和硫酸具有氧化性，在测定砷的过程中，砷的价态通常为正三价，氧化性酸的存在不利于砷被还原，使用它们作为载流剂将降低测定的灵敏度，所以在测定过程中以盐酸为载流剂。盐酸的浓度对样品的测定有一定影响，结果表明：盐酸浓度在5%左右时，灵敏度较大，故盐酸浓度以5%为宜。

2.2.3 负高压的影响

样品测量过程中光电倍增管负高压增加，灵敏度增大。但同时噪音信号强度、空白信号都会相应增大，造成测量结果误差增大；负高压设置过低，则原子荧光强度值不稳定。经反复试验，负高压值设置为260V时，信号稳定，测量的数据稳定。

2.2.4 屏蔽器流量、载气的影响

在测量过程中，如果载气流量增大，那么样品的稀释度越高，信号强度越小，流量过高仅仅起到保护仪器的作用，对测定没有影响。反之载气量过小，氩-氢火焰不稳定；经反复试验，载气量设置为400 mL/min，屏蔽气流量设置为800 mL/ min时，信号稳定，灵敏度较高。

2.2.5 灯电流影响

随着砷阴极灯电流增大，荧光信号的强度增大，噪音、空白信号相应的增大；而灯电流较小时，荧光强度不稳定且测量值低，电流过高减少了灯的使用时间。经过试验，砷灯电流设置为60 mA为宜。

2.3 共存干扰离子的影响

在利用原子荧光光谱法测定砷含量的过程中，水体中存在干扰离子主要有含量较大的Cu2+、Hg2+、Ag+、Co2+、Ni2+等阳离子，通过大量试验，水样中含有的这些阳离子对测量的结果没有干扰，其它常见的阴离子对测量也没有干扰。

3 结论

利用原子荧光光谱法测定地表水中砷的含量，最低检出限为0.18 μg/L，相对标准偏差小于5%，砷加标回收率在96%~107%之间。通过试验测定，所测定水样不存在砷超标的现象。原子荧光光谱法具有准确、快速、灵敏度高的特点，可用作地面水、饮用水中痕量砷的测定。

[1]武铄，虞锐鹏，宋启军．液相色谱-氢化物发生/原子荧光法测定啤酒中砷的形态[J]．分析科学学报，2011，27(5)：591-594．

[2]李迎芳．氢化物发生-原子荧光法测定水中四价硒[J]．河南科学，2004，5：70-72．

[3]淦五二，张王兵，苏庆德．电化学氢化物发生原子荧光法同时测定砷和锑[J]．分析化学，2005，33(5)：687-689．

[4]常迪，王竹天．食品中砷及砷化合物分析方法研究进展[J]．国外医学，卫生学分册：2006，38(2)：34-37．

[5]梁晓聪．二氨基萘分光光度法测定饮用水中硒[J]．环境与健康杂志，2001，3：42-43．

[6]徐萍．4，5，6－三氨基嘧啶法测定水质中痕量硒[J]．化学工程师，1994，6：22-24．

Determination of Trace As in Surface Water by Atomic Fluorescence Spectrometer

JIAO Huai-xin，MEI Yu-qiang
(Zhoukou Quality Supervision,Inspection and Testing Center,Zhoukou,Henan 466000，China)

The method of atomic spectrometer was studied to determine the trace arsenic(As)in surface water.The surface sample was treated by 10%HCl and 10%ascorbicacid-10%thiourea.The method was based on the reaction of arsenic(As)with 1.0%KBH4and 0.5%NaOH form the hydride gas in medium of 5%HCl.The detection limits are:As 0.18 μg/L.the value of recovery rate(As)is between 96%~107%.The method is simple,matrix interference and high sensitivity,rapid,etc.It can be applied to simultaneous determination of As in water．

fluorescence spectrometer；simultaneous determination；As

1006-4184（2015）8-0049-03

2015-03-18

焦怀鑫（1981-），男，工程师，从事质量技术监督方面的研究。E-mail:383621230@qq.com。