电感耦合等离子体发射光谱法测定矿样中的砷和汞

施晓梅

摘 要：用王水水浴溶样，或四酸溶样，ICP-OES测定矿样中砷，汞的含量。并对ICP-OES测定矿样时谱线的选择，入射功率，泵速的影响，以及进行检测线、准确度、精密度研究。灵敏度高。ICP-OES基体效应低，标准曲线动态范围宽，良好的精密度和重复性。

关键词：ICP-OES 矿样 砷 汞

中图分类号：O657 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）08（c）-0018-02

砷、汞是一种蓄积性的有害元素，广泛分布于自然界。目前應用的砷，汞方法有容量法、光度法、极谱法、原子荧光法、等离子体发射光谱法等。原子荧光法测定砷、汞检出限低，但不适合0.1%以上的砷、汞。原子荧光记忆效应强，以但遇到强的荧光值，需要清洗管路很长时间。比色法步骤繁琐，影响因素多。碘量法测定汞，在烧的时候，汞容易损失，且终点颜色不好分辨，误差范围大。

本文采用ICP-OES测定砷和汞，具有灵敏度高、精密度高、可选择谱线多、适应不同的基体，适应于矿物试样中主、次元素测定，ICP-OES快速、简便、测定范围宽的特点，能满足大部分样品的检测要求。本方法适用于0.005%～10%的砷汞。

1 主要试剂

（1）优级纯浓硝酸。（2）优级纯浓盐酸。（3）氢氟酸。（4）高氯酸。（5）氧化汞，基准。（6）三氧化二砷，基准。（7）20%氢氧化钠：称取20g氢氧化钠溶于100mL水中。（8）1g/L酚酞：称取0.1g固体酚酞溶于100mL无水乙醇中。

2 标准配制

（1）砷母液标准的配制。称取基准三氧化二砷1.3203g于200mL烧杯中，加20%的氢氧化钠5mL溶解后，滴一滴酚酞，用1+1盐酸中和至酚酞红色退去，再加1+1盐酸60mL，用新煮沸过得冷却蒸馏水定容至1000mL棕色容量瓶中，摇匀，作为贮备液，此标准为1mg/mL。

（2）汞母液标准的配制。称取已在40℃下干燥2h的基准氧化汞1.0796g于200mL烧杯中，加1+1硝酸200mL低温加热溶解，冷却后用新煮沸过得冷却蒸馏水定容至1000mL容量瓶中，摇匀，作为贮备液，此标准为1mg/mL。

（3）砷标准中间工作液。100μg/mL。准确移取（1）溶液10mL于200mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容至刻度，混匀，此砷标准溶度为50μg/mL。

（4）汞标准中间工作液。100μg/mL。准确移取（1）溶液10mL于200mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容至刻度，混匀，此砷标准溶度为50μg/mL。

（5）混合标准工作溶液。准确移取砷标准中间工作液、汞标准中间工作液0.00mL、0.50mL、2.00mL、4.00mL、8.00μg/mL分别于50mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容至刻度。各标准点的溶度分别为0.00μg/mL、0.50μg/mL、2.00μg/mL、4.00μg/mL、8.00μg/mL。

3 分析步骤

3.1 易溶矿样的消解

25mL的比色管使用前在1+1硝酸中浸泡过夜，再冲洗干净，烘干。称0.1～0.5g样置于25mL的比色管中，同时做试剂空白。样品不能烘干，测定其含水率以换算汞的干含量。加10mL1+1王水，无需盖上比色管盖，沸水加热2h，其间每隔20min摇动一次。消解结束，取出冷却，根据含量高低选择定容的体积，5%的硝酸介质，摇匀，静置待沉淀完全后，吸取上清液测定。

3.2 难溶矿样的消解

称0.1～0.5g样于50mL的聚乙烯坩埚中，同时做试剂空白，加少许蒸馏水润湿试样，加2mL硝酸，5mL盐酸，5mL氢氟酸，1mL高氯酸，盖上盖子，在恒温电热板上低温升至250℃再加热2h，关掉电热板30min后打开盖子，低温加热至冒高氯酸烟，切记试样不能干，否则砷、汞挥发损失。取下，冷却，加1+1硝酸5mL，在低温电热板上溶解盐类，加热至近沸，取下冷却，根据含量高低选择定容的体积，用5%的硝酸定容，摇匀，静置待沉淀完全或过滤后，吸取上清液测定。

4 ICP-OES测定

4.1 仪器

电感耦合等离子体ThermoICP-OES6300。

4.2 仪器工作条件

RF功率1150～1200W，观察高度11～12mm，辅助气流量0.5L/min，雾化器气流0.6L/min，冲洗泵转速50r/m，分析泵转速50r/m，测定方式：最大值法。用王水水浴消解的试样，因没除去硅，所以选择的是耐盐雾化器。用氢氟酸消解的样品，已除去硅，可选用高盐雾化器或耐盐雾化器。

5 结果与讨论

5.1 被测元素谱线的选择

谱线选择的依据是，灵敏度高，干扰小，线性范围宽。综

合考虑了待测元素分析线的检出限、灵敏度、强度、相互间的干扰和基体对待测元素的干扰等因素，选择如表1所示谱线。

5.2 雾化器流量和观察高度的影响

实验了不同功率，雾化器流量和垂直观测高度对信号值及背景干扰情况，选择了背景干扰少的条件，作为最佳工作条件。

综合表2，考虑了被测元素相互之间的各种条件，选择最佳工作条件，本文选择了功率为1150W，垂直观测高度为11.5mm。

5.3 酸度对测定元素的发射光谱强度影响

在硝酸工作体系下，用不同酸溶度介质配制同一溶度的砷、汞元素标准溶液。选择酸度从2%～20%，标准溶度为2μg/mL。在相同条件下用ICP-OES测定各元素强度值，试验结果显示ICP的酸效应不算显著，虽砷、汞受影响程度不完全相同，但总的趋势是，随着酸度的提高，各元素强度略有下降，但不明显。但如果采用低酸度，矿样中有很多元素在酸度低是易水解，形成难溶解的碱式盐，因此选择了酸度为5%。

5.4 方法的检出限

采用同方法的分析步骤同时做空白15份，按选定的条件测定其空白值，把3倍空白值的标准偏差相对应的浓度为检出限。检出限=平均值+3SD（其中，平均值为仪器所测得空白溶液溶度的平均值，SD为标准偏差）统计其结果，计算其各元素方法检出限，见表3。

5.5 回收率

为了检验方法的准确性，进行了加标回收试验，对已知样品进行加标回收，同时做3个平行样，试样连续测定了11次，计算回收率及相对标准偏差。测试结果见表4。

5.6 精密度

拿1个样品做试样，进行精密度实验，计算其标准偏差和相对标准偏差，有关数据见表5。

6 结语

试样采用1+1王水水浴消解或盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸消解，消解后的溶液用电感耦合等离子体发射光谱ICPOES测定砷、Hg元素，对各种工作条件进行选择，该方法简便、快捷、准确度、精密度高。

参考文献

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