氢化物发生-原子荧光光谱法测定农田灌溉水中砷含量

杨　樱，邓晓科，雷开菊，李　庆

(1.四川省自贡市农业质量标准监测检验中心，四川 自贡 643000；2.四川省自贡市大安区农牧林业局，四川 自贡 643000；

3.四川省富顺县农牧业局，四川 富顺643200)



氢化物发生-原子荧光光谱法测定农田灌溉水中砷含量

杨樱1，邓晓科2，雷开菊3，李庆1

(1.四川省自贡市农业质量标准监测检验中心，四川 自贡 643000；2.四川省自贡市大安区农牧林业局，四川 自贡 643000；

3.四川省富顺县农牧业局，四川 富顺643200)

摘要：采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定农田灌溉水中砷的含量。水样经硝酸溶液消解，用50 g/L硫脲-抗坏血酸混合溶液预还原，在盐酸(10+90)溶液中，加入10 g/L硼氢化钾溶液使与溶液中砷离子反应生成氢化物。砷的质量浓度在125 μg/L以内与其荧光强度呈线性关系。方法的检出限(3s/k)为0.0372 μg/L，相对标准偏差(n=7)为2.47%。应用此方法分析了3个农田灌溉水样品中砷的含量，加入砷标准溶液做回收试验，测定回收率在95.3%~104.7%之间，测定值的相对标准偏差(n=6)均小于2.0%。

关键词：氢化物发生-原子荧光光谱法；砷；农田灌溉水

砷的化合物均有剧毒，人体摄入的砷会在人体内蓄积，且不易排出体外，从而引起砷中毒。因此，严格控制农田灌溉水中砷含量，减少砷污染来源，对确保农作物正常生长，保障食品安全，具有十分重要的意义[1-2]。

水中砷的测定方法有分光光度法、原子吸收光谱法、x射线荧光法、电感耦合等离子体质谱法、原子荧光光谱法等[3-5]。氢化物发生-原子荧光光谱法具有检出限低，灵敏度高和重现性好等优点，已逐渐应用于砷的测定[6]。本研究用氢化物发生-原子荧光光谱法测定农田灌溉水中砷的含量。

1 试验部分

1.1仪器与试剂

AF-610B原子荧光光谱仪，砷空心阴极灯。

砷标准溶液：临用前用盐酸(5+95)溶液逐级将100mg/L砷标准储备溶液稀释配成125μg/L。

硼氢化钾溶液:10g/L。

硫脲-抗坏血酸混合溶液：50g/L。

所用其他试剂均为优级纯，试验用水为超纯水(电阻率为18.2MΩ·cm)。

所有玻璃仪器均用硝酸(1+1)溶液浸泡过夜，用水反复冲洗干净，最后用超纯水润洗并烘干备用。

1.2仪器工作条件

光电倍增管负高压240V，主阴极电流40mA，辅助阴极电流20mA，载气流量800mL/min，测量方式为峰面积，延迟时间3s，读数时间15s，硼氢化钾加入时间20s，进样体积2mL，测量方式为标准曲线法。

1.3试验方法

1.3.1清洁透明的水样准确量取5.0mL水样置于25mL比色管中，依次加入盐酸(1+1)溶液5.0mL，硫脲-抗坏血酸混合溶液2.5mL，补水至刻度并混匀。放置30min后，按仪器工作条件进行测定。同时制备并测定样品空白。

1.3.2较浑浊或基体干扰较严重的水样准确量取5.0mL水样置于50mL锥形瓶中，加硝酸10mL，摇匀后置于电热板上加热消解至近干并澄清，注意避免炭化变黑。冷却后，转入25mL比色管中，依次加入盐酸(1+1)溶液5.0mL，硫脲-抗坏血酸混合溶液2.5mL，补水至刻度并混匀。放置30min后，按仪器工作条件进行测定。同时制备并测定样品空白。

2结果与讨论

2.1反应介质和酸度的选择

在测定元素的过程中，反应介质一般可以使用盐酸、硫酸和硝酸。硝酸是一种氧化性的强酸，会消除测定某类元素所加入的预还原作用。硫酸在测定盐分含量较高的样品时，会产生大量硫酸盐沉淀，造成待测元素的共沉淀，降低检测结果。因此，试验选择具有还原性的盐酸作为反应介质。试验结果表明：随盐酸溶液浓度的增加，砷的荧光强度逐渐增大；当盐酸溶液浓度为10%(体积分数)时，砷的荧光强度最大且稳定。试验选取盐酸(10+90)溶液作为测定砷的反应介质。

2.2硼氢化钾用量的选择

硼氢化钾溶液不稳定，配制时溶解于2.5g/L的氢氧化钾溶液中用于提高稳定性，用时现配。试验研究了不同浓度硼氢化钾溶液对测定结果的影响，发现随着硼氢化钾溶液浓度的增加，荧光强度逐渐增大，当硼氢化钾溶液的质量浓度为10g/L时，荧光强度达到最大值。试验选取硼氢化钾质量浓度为10g/L。

2.3标准工作曲线

分别移取125μg/L砷标准溶液0，0.1，0.2，1，2，4mL于25mL比色管中，加入硫脲-抗坏血酸混合溶液2.5mL，用盐酸(5+95)溶液定容至刻度并混匀。在仪器工作条件下测定，以砷的质量浓度为横坐标，荧光强度为纵坐标绘制工作曲线，所得线性回归方程和相关系数见图1。由图1中可见，砷的质量浓度在125μg/L以内与其荧光强度呈线性关系，相关系数为0.9999。

2.4检出限和精密度

按试验方法对11份空白样品溶液进行测定，以3倍标准偏差除以工作曲线的斜率计算溶液中砷的检出限，测得检出限(3s/k)为0.0372μg/L。对0.5μg/L砷标准溶液测定7次，相对标准偏差为2.47%。

2.5样品分析和加标回收

按试验方法对灌溉水样进行样品处理，在仪器工作条件下测定砷含量，同时对水样进行加标回收试验(结果见表1)。由表1中看出：砷的回收率在95.3%~104.7%之间，相对标准偏差在0.7%~1.9%之间，满足检测要求。

图1　线性回归方程和相关系数

采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定农田灌溉水中砷含量，具有检出限低，灵敏度高和重现性好等特点。本试验表明：本方法快速、简单、准确度高，精密度、回收率及检出限均能够满足农田灌溉水中砷的测定要求。

表1　样品分析及回收试验结果

参考文献：

[1] 王长芹, 公维磊, 杨金玲, 等. 流动注射-氢化物发生-原子荧光光谱法测定茶叶中硒[J]. 理化检验-化学分册, 2011,47(10):1173-1174.

[2] 孙汉文, 吕运开, 张德强. 用氢化物原子荧光光谱法测定蔬菜中的微量砷[J]. 河北大学学报自然科学版, 1999,19(3):246-251.

[3] 李海敏, 张勇. 砷的形态分析方法研究进展[J]. 理化检验-化学分册, 2006,44(4):315-320.

[4] 杨秀琳. 原子荧光光谱法测定水中的痕量砷、硒、汞[J]. 化学分析计量, 2004(1):32-34.

[5] JJF 1001-1998, 通用计量术语及定义[S].

[6] 李岩. 氢化物-原子荧光光谱法连续测定锌精矿中砷、锑、铋、锡[J].应用化学, 2004,32(2):205-208.

作者简介：杨樱(1984-)，女，四川自贡人，农艺师，硕士，主要从事农业资源与环境方面工作。

收稿日期：2015-8-1