原子荧光法和电感耦合等离子体质谱法测定水中锑的比较

张晓赟，顾晓明，周民锋，秦宏兵

(苏州市环境监测中心，江苏 苏州 215000)

原子荧光法和电感耦合等离子体质谱法测定水中锑的比较

张晓赟，顾晓明，周民锋，秦宏兵

(苏州市环境监测中心，江苏 苏州 215000)

分别用原子荧光法(AFS)和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定水中锑。AFS法和ICP-MS法均线性良好，相关系数分别为0.999 8和0.999 9，检出限分别为0.17和0.03 μg/L，相对标准偏差均<1.15%，加标回收率分别为96.6%～111.9%和95.4%～111.5%，2种方法均能很好地用于水中锑的测定。其中，ICP-MS法适合较清洁地表水和地下水样品中锑的分析，AFS法则对地表水、地下水和废水样品均适用。

原子荧光法；电感耦合等离子体质谱法；锑；水

锑及其化合物在工业中应用广泛，锑以各种化合物形式或悬浮态或溶解态存在于水环境中。由于锑对人体及环境生物具有毒性，锑及其化合物已被许多国家列为重点污染物[1]。我国《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)和《生活饮用水卫生规范》(卫生部，2001年)中均将地表水及饮用水中锑的限值定为5 μg/L。

常用的锑分析方法主要有：孔雀绿分光光度法[2]、原子吸收法[3-4]、原子荧光法(AFS)[5]和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)[6-7]。现将AFS法和ICP-MS法进行比较，对方法的检出限、精密度和准确度等进行评价。

1 方法原理

1.1 原子荧光法

利用硫脲等还原剂将水中的五价锑还原成三价锑，在盐酸作用下，三价锑与硼氢化钾反应生成锑化氢，由载气(氩气)导入原子化器进行原子化，锑原子受锑空心阴极灯光源激发，产生原子荧光，通过检测原子荧光的相对强度，测定锑的含量。

1.2 电感耦合等离子体质谱法

含锑溶液由载气带入雾化系统进行雾化后，进入等离子体中心区，在高温和惰性气体中被蒸发、解离、原子化和电离，转化成的带电荷正离子经离子采集系统进入质谱仪，质谱仪根据离子质荷比进行分离，根据锑元素质谱峰强度测定锑的含量。

2 实验部分

2.1 仪器和试剂

AFS-9760原子荧光光度计(北京海光仪器有限公司)；elant DRC-e 型ICP-MS(PE公司，美国)；MILLI-Q 纯水机(millipore公司，美国)。

锑标准溶液(GSB 04-1748-2004，1 000 mg/L，国家有色金属及电子材料分析测试中心)；锑标准中间液(1 000 μg/L，取0.5 mL锑标准溶液至500 mL容量瓶中，加入100 mL盐酸(1+1)，用水定容得到)；锑标准使用液(100 μg/L，取10.00 mL锑标准中间液于100 mL容量瓶中，加入20 mL盐酸(1+1)，用水定容得到)；锑有证标准样品(GSB 07-1376-2001，(1.52±0.05)mg/L，环保部标样所)；其他试剂均为优级纯；氩气纯度>99.999%。

2.2 样品前处理

2.2.1 AFS法

取50.0 mL水样于150 mL锥形瓶中，加入5 mL 硝酸-高氯酸(1+1)混合液，于电热板上加热至冒白烟，冷却。加入5 mL盐酸(1+1)，加热至黄褐色烟冒尽，冷却后转移至50 mL容量瓶中，加水定容，待测。

2.2.2 ICP-MS法

地表水：用0.45 μm滤膜过滤后，取10 mL滤液，加入0.2 mL硝酸(1+1)，混匀，上机测定。

废水：取100 mL废水样品于250 mL聚四氟乙烯烧杯中，加入2 mL硝酸溶液(1+1)和1 mL盐酸溶液(1+1)。置于电热板上消解，水样蒸发至20 mL左右，盖上表面皿持续回流30 min。冷却后过滤，滤渣用去离子水洗涤，冲洗液与消解液合并后用去离子水定容至100 mL，待测。

2.3 工作条件

AFS法：负高压为280 V，灯电流为80 mA，载气流量400 mL/min，屏蔽气流量1 000 mL/min，读数时间16 s，延迟时间4 s，原子化器高度10 mm。

ICP-MS法：质量数120.904，跳峰模式，雾化流速0.88 L/min，透镜电压7 V，射频功率1 300 W，镍锥，采样锥的孔径为1.1 mm，截取锥的孔径为0.9 mm，蠕动泵转速48 r/min。

3 结果与讨论

3.1 方法线性及检出限比较

吸取锑标准使用液0.00，0.50，1.00，2.00，3.00，5.00 mL至50 mL容量瓶中，加入10 mL盐酸(1+1)、10 mL硫脲抗坏血酸混合溶液，用水稀释至刻度，得到锑质量浓度分别为0.00，1.00，2.00，4.00，6.00和10.0 μg/L的标准溶液系列，采用AFS法进行分析，所得结果进行线性拟合，结果显示AFS法在锑质量浓度0.00～10.0 μg/L范围内线性良好，y=317.4x-26.1，相关系数r为0.999 8。

吸取锑标准使用液0.00，1.00，2.50，5.00，10.00，25.00，50.00 mL至100 mL容量瓶中，加入2 mL硝酸(1+1)，用水稀释至刻度，得到锑质量浓度分别为0.00，1.00，2.50，5.00，10.0，25.0和50.0 μg/L的标准溶液系列，采用ICP-MS法进行分析，所得结果进行线性拟合，结果显示ICP-MS法在锑质量浓度0.00～50.0 μg/L范围内线性良好，y=6 845x+718，相关系数r为0.999 9。

分别用AFS和ICP-MS法对锑质量浓度为0.50和0.10 μg/L的水样进行7次平行检测，根据MDL=t(n-1，0.99)×S计算方法检出限[8]，得AFS和ICP-MS法对锑的检出限分别为0.17和0.03 μg/L。

3.2 方法精密度比较

分别采用ICP-MS法和AFS法对锑的标准溶液进行测定，计算2种方法的精密度。结果表明，2种方法均具有较好的精密度，测定结果的相对标准偏差均<1.15%(见表1)。

表1 2种方法的精密度

3.3 方法准确度比较

取2份地表水样及2份废水样品，对AFS法和ICP-MS法进行回收率测试，结果见表2。由表2可见，AFS法对于地表水和废水的加标回收率分别为96.6%～97.0%和96.6%～111.9%，ICP-MS法对于地表水和废水的加标回收率分别为95.4%～96.5%和110.1%～111.5%。

表2 2种方法的加标回收率

分别用2种方法对稀释后的锑有证标样(GSB 07-1376-2001)平行测定6次，结果见表3。由表3可见，2种方法测定值均在保证值范围内，说明2种方法均具有良好的准确性。

表3 有证标准样品测定结果 mg/L

①稀释1 000倍后测定，②稀释100倍后测定

4 结语

ICP-MS与AFS 2种方法的检出限、精密度和准确度均满足分析要求，且测定结果没有显著性差异，2种方法均能很好地应用于水中锑的测定。ICP-MS由于维护成本高，对样品要求高，适用于干净基质中痕量元素分析，分析废水样品后，稳定性、灵敏度明显下降，维护成本较高，因此ICP-MS法适合较清洁的地表水和地下水样品。由于资金和实验室条件、能力的限制，原子荧光光度计普及率比ICP-MS高，因此对地表水、地下水和废水样品均适合，建议分析废水样品以原子荧光法为主。

[1] 胡原， 段柏润. 锑的毒害作用及其排放标准研究[J]. 湖南人文科技学院学报， 2007， 6： 29-31.

[2] 陈湘丽， 罗兵甲， 段柏润. 水中锑的测定方法探讨[J]. 嘉兴学院学报， 2006， 18(6)： 81-84.

[3] 魏金城， 贾生元. 石墨炉原子吸收法测定废水中锑[J]. 环境监测管理与技术， 1999， 11(3)： 38-44.

[4] 沈清， 张晔霞， 李莉. 含锑工业废水的样品保存方法研究[J]. 环境监控与预警， 2013， 5(5)： 32-35.

[5] 丁庆云， 彭利， 朱奕， 等. 氢化物发生-原子荧光光谱法测定地表水中锑方法探讨[J]. 光谱实验室， 2008， 25(3)： 412-415.

[6] 代阿芳， 鲁立强， 潘河， 等. 电感耦合等离子体质谱法测定地下水中锑的不确定度评定[J]. 岩矿测试， 2010， 29(4)： 431-437.

[7] 乐小亮， 毛慧，吴晶.ICP-MS同时快速测定环境空气中15种金属污染物[J]. 环境监控与预警， 2015， 7(4)： 12-15.

[8] 环境保护部. 环境监测 分析方法标准制修订技术导则： HJ 168—2010[S]. 北京： 中国环境出版社， 2010.

Comparison between AFS and ICP-MS in the Determination of Antimony in Water

ZHANG Xiao-yun，GU Xiao-ming，ZHOU Min-feng，QIN Hong-bing

(SuzhouEnvironmentalMonitoringCenter，Suzhou，Jiangsu215000，China)

Antimony in water was determined by AFS and ICP-MS methods. The linearity was good for antimony determined both by AFS and ICP-MS，with correlation coefficients 0.999 8 and 0.999 9， respectively. The limits of detection were 0.17 and 0.03 μg/L， respectively. The RSDs of both methods were less than 1.15%， The recoveries were in the range of 96.6 %～111.9%， and 95.4%～111.5% for AFS and ICP-MS， respectively.Both of the two methods can be used to determine antimony in water samples effectively. ICP-MS was better for the determination of antimony in cleaner surface water and groundwater， while AFS was more suitable for surface water， groundwater and waste water.

AFS； ICP-MS； Antimony； Water

2016-05-25；

2016-06-27

国家水体污染控制与治理科技重大专项资助项目(2012ZX07506—003)

张晓赟(1986—)，女，工程师，硕士，主要从事环境监测研究。

X832；O657.31；O651.6

B

1674-6732(2016)06-0026-03