还原剂浓度对氢化物原子荧光法测量 饮用水中铅的影响

钟叶芳

（广东省惠州市大亚湾经济技术开发区疾病预防控制中心，广东惠州 516000）

自然水域中含有的重金属量保持在一个较低的水平，对人体和动植物也不会造成太大的影响。但是，随着当前经济的快速发展，环境污染日益加剧，许多重金属进入到自然水域中，使自然水域中重金属含量增加。在日常生活饮用水中重金属铅的含量也呈现超标的现象，严重危害人体健康。因此，对生活饮用水中重金属铅进行有效的检测，具有十分重要的价值和意义[1]。痕量铅测定的方法主要有石墨炉原子吸收光谱法、分光光度法、火焰原子吸收光谱法、示波极谱法、氢化物发生原子荧光法、ICP-OES法及ICP-MS法等。氢化物发生原子荧光法以其操作方便、干扰小、灵敏度高、检出限低等优点，在痕量铅的测定中得到了广泛的应用[2]。在实际测量中，由于实验室条件的不同，按照国标方法GB/T 5750.6—2006进行操作，时常会出现标准曲线线性不佳、稳定性差的情况。根据经验及实验验证，认为还原剂的浓度可以适当提高，从而保证铅的氢化物发生的完全和稳定。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

北京海光AFS-9700型原子荧光光度计，铅标准溶液 （1 000 μg/mL，中国计量科学研究院）、硼氢化钾、氢氧化钠、盐酸（优级纯）、铁氰化钾、硫氰酸钾和草酸。

1.2 实验方法

1.2.1 原理

在酸性条件下，水中的铅在氧化剂铁氰化钾的作用下氧化为Pb4+，再同硼氢化钾反应生成挥发性氢化物PbH4，由氩气作为载气把PbH4带入石英原子化器，在特制铅空心阴极灯的激发下产生原子荧光，其荧光强度在一定范围内与被测定溶液中铅的浓度成正比，与标准系列比较进行定量，从而计算出水样中铅的含量。

1.2.2 实验步骤

分别取10 mL水样、0 mL、0.10 mL、0.30 mL、0.50 mL、 1.00 mL、3.00 mL和5.00 mL铅标准使用液（0.10 μg/mL）于10 mL成套比色管中，以纯水定容，使标准系列铅的浓度分 别 为0 μg/L、1.0 μg/L、3.0 μg/L、5.0 μg/L、10.0 μg/L、 30.0 μg/L和50.0 μg/L。在样品溶液和标准系列溶液中分别加入0.2 mL盐酸（ρ20=1.19 g/mL，优级纯），0.2 mL草酸 （20 g/L），0.4 mL硫氰酸钠（20 g/L）混匀，待测。

1.2.3 仪器条件

灯电流：40 mA；负高压：260 V；原子化高度：8 mm；载气流量：300 mL/min；屏蔽气流量：800 mL/min；读数时间：16 s；延迟时间：4 s。

1.2.4 载流及还原剂浓度

①载流。2%盐酸溶液。②还原剂。A组（国标，还原剂含量为2.8%）：0.5 g氢氧化钠＋14.0 g硼氢化钾＋20 mL铁氰化钾（200 g/L），定容至500 mL。B组（改进，还原剂含量为3.6%）：0.5 g氢氧化钠+18.0 g硼氢化钾＋20 mL铁氰化钾（200 g/L），定容至500 mL。

1.2.5 测量

其他条件都相同的情况下，还原剂分别用A组和B组进行3次曲线和6次自配铅含量为40.0 μg/L的样品进行测量，得出数据。

2 结果与分析

（1）从表1和表2可以看出，当还原剂浓度为2.8%硼氢化钾时，工作曲线相关系数R＜0.999，而且为30.0 μg/L、50.0 μg/L的标准点荧光强度偏低，样品测量RSD＞4%。出现上述现象的原因可能为以下两方面。①氢化物原子荧光法测铅的关键是让铅和还原剂反应，生成铅的氢化物，在酸性条件下，还原剂的浓度必须足够把样品中的铅全部反应生成氢化物，如果还原剂浓度不够，一部分的铅无法生成氢化物，从而导致荧光强度偏低[3]。②反应过程中，还原剂浓度低时，氢气的生成量少，载气将反应后的氢化物和氢气的混合物带入原子化器时，氢气被点燃形成的氢氩火焰不稳定，从而导致测量的结果不稳定，重复性差[4]。按常规来说，完全按照国标进行操作，可以完成饮用水中铅的测量，并获得理想数据。在实际操作过程中，出现上述结果不理想的情况时，可能是所用硼氢化钾试剂纯度不够，原本配制的浓度为28 g/L的硼氢化钾，没有达到预期浓度。也可能是在配制过程中时间过长，由于硼氢化钾见光易分解，配制时长时间暴露在外面，导致所配制的硼氢化钾溶液浓度偏低，进而致使铅不能完全的在硼氢化钾的作用下被转化成铅的氢化物，使高浓度标准点荧光强度偏低[5]。

表1 A组曲线测量数据

表2 A组自配样品测量数据

（2）由表3和表4可知，当还原剂浓度为3.6%硼氢化钾时，工作曲线相关系数R＞0.999，而且样品测量RSD＜1%。当使用还原剂硼氢化钾的浓度为36 g/L时，样品中的铅全部被反应生成了铅的氢化物，30.0 μg/L、50.0 μg/L的标准点中的铅全部被反应生成了铅的氢化物，荧光强度有所提高，工作曲线相关系数变好。而且，高浓度的还原剂使反应彻底，产生的氢气也比较多，原子化器中的氢氩火焰燃烧的比较稳定，故荧光强度较稳定，测量样品RSD较小。

表3 B组曲线测量数据

表4 B组自配样品测量数据

3 结论

（1）原子荧光法测饮用水中铅的含量，关键在于铅的氢化物的产生，为确保样品中的铅能全部转化为铅的氢化物，还原剂应该足量或过量。

（2）由于原子化器的主要任务是使氢化物分解并原子化，为确保原子化器处的氢氩火焰燃烧稳定，应有足够量的还原剂参与反应，产生足够量的氢气。

（3）配制硼氢化钾溶液时，应尽量减少其在光线下的暴露时间，上机测量时，可以将其装入带有黑罩的塑料瓶中。