原子荧光光谱法同时测定环境水样中砷和汞

原子荧光光谱法测定环境水样中砷的含量

【摘 要】本文结合实验研究的方式，建立了一种原子荧光光谱法测定环境水样中砷含量的方法，通过介绍实验的方法原理及仪器设备，重点探讨了酸浓度和硫脲-抗坏血酸对环境水样中砷含量测定的影响，并对实验结果进行总结，为往后砷含量测定工作提供借鉴的意义。

【关键词】原子荧光光谱法；实验方法；酸浓度；砷含量

0 引言

随着我国城市工业化进程的加快，工业废水中的重金属及其化合物的影响越来越大。砷是一种常见的人体非必要元素，在自然界中广泛存在并具有金属性。砷的化合物有较强的毒性，不仅会对生态环境有着重要的影响，而且也会通过食物链对人体的心血管系统、神经系统、呼吸系统及皮肤构成极大的威胁，这对环境水样中砷含量的测定工作要求也越来越高。目前，测定环境水样中砷的方法有很多，主要包括分光光度法、等离子体发射光谱法和原子荧光光谱法等，其中原子荧光光谱法作为一种新兴的检测方法，具有灵敏度高、精密度好、干扰少、操作简便等优点，在医药、环保和卫生等领域有所应用。本文通过建立一种原子荧光光谱法测定环境水样中砷含量的方法，希望对砷含量的测定工作有所帮助。

1 实验部分

1.1 方法原理

在酸性介质中，样品溶液中的待测元素与还原剂（一般为硼氢化钠或硼氢化钾）反应，在氢化物发生系统中生成氢化物：

NaBH4+3H2O+H+→H3BO3+Na++8H++Em+→EHn+H2↑

式中：

Em+—待测元素；

EHn—气态氢化物。

以氩气作为载气将氢化物带入石英炉原子化器中原子化。以特种空心阴极灯作激发光源，使待测元素的原子发出荧光，在一定浓度范围内，荧光强度与待测元素的含量成正比。

1.2 试剂与仪器

As标准贮备液（100mg·L-1）：采用GBW（E）080117标准溶液（国家标准

物质研究中心）；盐酸（优级纯，上海振兴化工厂），硫脲、抗坏血酸、氢氧化钾（优级纯，国药集团上海化学试剂有限公司），硼氢化钠（98%，国药集团上海化学试剂有限公司）。实验用水（超纯水，电阻率：18.23MΨ·cm）；

２００８年１Ｏ月　０ｃｔｏｂｅｒ　２００８　岩矿测试　ＲＯＣＫ　ＡＮＤ　ＭＩＮＥＲＡＬ　ＡＮＡＬＹＳＩＳ　Ｖ０ｌ＿２７．Ｎｏ．５　３８９～３９１　

文章编号：０２５４—５３５７（２００８）０５—０３８９—０３　

氢化物发生一原子荧光光谱法同时测定滑石中砷和汞　

袁爱萍　，贺大鹏　，龙玉珊　，汪静玲。　

（１．广西出入境检验检疫局，广西南宁５３００２８；　

２．广西大学，广西南宁５３０００４）　

摘要：应用氢化物发生一原子荧光光谱法同时测定滑石中痕量砷和汞，并对样品的浸取方法及共存元素和　

实验条件进行了研究。结果表明，用浓盐酸浸取样品，砷、汞溶出量最大；加入硫脲一抗坏血酸溶液后，滑石中共　

存元素铝、铁、钙、铜、铅、镉不干扰砷、汞的测定。方法的检出限为砷０．０４７　ｍｇ／Ｌ，汞３．９　ｎｇ／Ｌ；回收率为砷　

１０７．５％～１０９．２％，汞１０３．３％～１３０．０％；精密度（ＲＳＤ，ｎ＝１１）为砷０．６％，汞０．７％。建立的氢化物发生一原子　

荧光光谱同时测定滑石中砷、汞含量的分析方法能满足日常检验的要求。　

关键词：氢化物发生一原子荧光光谱法；砷；汞；滑石　

中图分类号：０６５７．３１；Ｏ６１３．６３；Ｏ６１４．２４３；Ｐ５７８．９５８　文献标识码：Ｂ　

Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ａｒｓｅｎｉｃ　ａｎｄ　Ｍｅｒｃｕｒｙ　ｉｎ　Ｔａｌｃｌｕｍ　

ｂｙ　Ｈｙｄｒｉｄｅ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ－Ａｔｏｍｉｃ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ　

ＹＵＡＮ　Ａｉ－ｐｉｎｇ　，册Ｄａ－ｐｅｎｇ　，ＬＯＮＧ　Ｙｕ—ｓｈａｈ　，ＷＡＮＧ　ｒｉｎｇ—ｌｉｎｇ　（１．Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｅｎｔｒｙ－Ｅｘｉｔ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３００２８，Ｃｈｉｎａ；　２。Ｇｕａｎｇｘｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｉｎｇ　５３０００４，Ｃｈｉｎａ）　

２０１３年１１月　第２８卷第１１期　中国粮油学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｃｅｒｅａｌｓ　ａｎｄ　Ｏｉｌｓ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．２８，Ｎｏ．１１　ＮＯＶ．２０１３　双光道原子荧光光谱法测定小麦粉中的砷和汞总量　卞　春　季澜洋　刘　萍　商俭平　徐春峰　罗　雁　王振宇　（哈尔滨学院工学院　，哈尔滨１５００８６）　（哈尔滨工业大学食品科学与工程学院　，哈尔滨１５００９０）　（黑龙江省粮油卫生检验监测站　，哈尔滨１５０００１）　（黑河市粮油检验监测站　，黑河１６４３００）　（哈尔滨市粮食研究所　，哈尔滨１５０００１）　摘要　应用高压消解一双光道原子荧光光谱法同时测定小麦粉中总砷和总汞，研究了消解液、酸介质　及其浓度、预还原掩蔽剂、预还原反应时间以及所可能存在的金属离子对检测结果的影响。对消解方法、消解　条件和试验参数进行了改进，并指出了关键点控制要素和实际工作中的注意事项。在理想试验条件下，能够　较好地解决金属离子之间的相互作用和信号干扰问题，对砷和汞检测的线性范围分别为４．０—２００．０　ｇ／Ｌ和　１．０～１００．０　ｇ／Ｌ，相关系数分别为０．９９９　７和０．９９９　９，加标回收率分别为９５．０６％一９９．５７％和９５．５７％～　１００．１０％，ＲＳＤ分别为≤３．６４％和≤４．５１％，测量结果准确，具有一定的研究和应用价值。　关键词　高压消解原子荧光砷汞　中图分类号：ＴＳ２０７　文献标识码：Ａ　文章编号：１００３—０１７４（２０１３）ｌｌ一０１０８—０４　工业“三废”的排放、城市生活产生的污水和垃　圾的污染以及含有重金属的农药、化肥的不合理使　用，已使农田水土环境１３益恶化，造成近几年农作物　重金属污染严重¨　Ｊ。其中砷和汞在食品卫生监督　检验中，被列为重点检测的有害元素。砷侵入人体　后，产生生物蓄积效应，引起急、慢性中毒。汞及其　化合物可能引起智力下降和认知能力障碍。粮食　中砷、汞等重金属的检测成了粮食安全监测工作的　重点。国家标准ＧＢ／Ｔ　５００９．１１、ＧＢ／Ｔ　５００９．１７对　砷、汞分别进行样品处理及测定，过程较繁琐，耗时　耗力。原子荧光光谱法是检测金属广泛使用的方　法　Ｊ，本试验研究了高压消解一双光道双检测器原　子荧光光谱法进行砷汞联测的仪器条件、消解试剂　以及共存元素对试验结果的影响，并指出了关键点　控制要素和实际工作中应注意的一些问题。　１　材料与方法　１．１试剂与仪器　小麦粉标准物质（ＧＢＷ０８５０３Ｂ）、砷标准储备液　（ＧＢＷ０８６１１）、汞标准储备液（ＧＢＷ０８６１７）：国家标　准物质中心；硝酸（优级纯）：天津市耀华化学试剂有　收稿日期：２０１３一Ｏｌ—Ｏ７　作者简介：卞春，女，１９８０年出生，博士，天然产物分离分析　通讯作者：王振宇，男，１９５７年出生，教授，博士生导师，天然产物　分离分析　限责任公司；双氧水（分析纯）：天津市致远化学试剂　有限公司；硫脲（分析纯）、氢氧化钾（优级纯）、硼氢　化钾（优级纯）：天津市科密欧化学试剂有限公司；试　验用水为去离子水。　１０１Ａ一２型电热鼓风干燥箱：上海实验仪器有限　公司；ＡＦＳ一９３３０双光道双检测器原子荧光光度计　（附自动进样器）：北京吉天仪器有限公司；砷Ａｓ、汞　Ｈｇ空心阴极灯：北京有色金属研究总院；ＡＭＦＩ一２０　一Ｐ型纯化水仪：北京艾科浦颐洋企业发展有限公　司；ＹＰ１２０１Ｎ型电子天平：梅特勒一托利多（Ｍｅｔｔｌｅｒ　—Ｔｏｌｅｄｏ）仪器（上海）有限公司。　１．２测定方法　１．２．１样品前处理　称取０．５００　０　ｇ过筛后的样品置于ＴＦＭ内罐的　底部，缓慢加入７　ｍＬ硝酸，混匀。放置５　ｈ后，再加　入１　ｍＬ　Ｈ：Ｏ　，轻轻晃动使样品与试剂充分接触，密　闭后放人鼓风干燥箱中。１４０℃加热３　ｈ，自然冷却至　室温，用ＨＮＯ　（１＋９）溶液转移至５０　ｍＬ容量瓶中，再　加入５％硫脲＋５％抗坏血酸混合液５　ｍＬ，定容。摇匀　后静置３０　ｍｉｎ测定试样。同时做试剂空白。　１．２．２配制标准工作曲线　分别移取砷标准储备液１　０００　ｍｇ／Ｌ汞标准储备　液１００　ｍｇ／Ｌ各ｌ　ｍＬ，用硝酸（１＋９）定容至１００　ｍＬ，得　到浓度为砷１０　ｍｇ／Ｌ汞１

苤　墅　蕉　ＣＨＩＮＥＳＥ　ＣＯＭＭＵＮＩ　７３＇０ｏＣ　ＴＯ￣？Ｓ　双道原子荧光光谱法同时测定食品中的砷和汞　陈英　１３００５１长春市宽城区疾病预防控制中心　摘要　目的：寻找一种测定饮食品中的　砷和汞实用方法。方法：利用双道原子荧　光光谱法，在最佳条件下对食品中的砷和　汞同时进行测定。结果：该方法对砷和汞　的检测限为０．５０ｎｇ／ｍｌ和０．０４．ｇ／ｍｌ，砷　和汞的标准偏差分别为１．３４％和　０．９８％，砷和汞的回收率，其范围分别为　砷９０．２％～１００．８％，汞８８．２％一　１０４．３％。结论：该法操作简单，结果准　确，能满足卫生监督检验的要求。　关键词双道原子荧光光谱法砷汞　材料和方法　仪器与试剂：双道原子荧光光度计　ＡＦＳ一２２０２Ｅ。附带专用砷、汞编码空心　阴极灯及断续流动进样系统并配有计算　机处理系统。砷标准储备液：ｌＯＯ￣ｇ／ｍｌ；　汞标准储备液：ｌＯＯ￣ｇ／ｍｌ；盐酸：分别配制　体积分数０．１％～２０％溶液；硫脲：配制　浓度为５０异／Ｌ；硫脲一抗坏血酸｝昆合溶　液：配制浓度各为质量体积分数５％的混　合溶液；砷、汞混合标准系列溶液：分别配　制适宜浓度的砷、汞标准使用液两套，最　后配成混合标准系列溶液（含砷１。０～　８０．００￣ｇ／Ｌ、汞０．１～１５．０　ｇ／Ｌ），分别加　硫脲一抗坏血酸混合溶液、单纯硫脲溶　液，用体积分数５％盐酸定容至２５ｍｌ，临　用时现配；氢氧化钠：配制体积分数　０．５％溶液；硼氢化钾：硼氢化钾溶液　（１４ｇ／Ｌ）：称取１４．Ｏｇ硼氢化钾溶于２ｇ／Ｌ　氢氧化钠溶液中，震荡混匀然后将此溶液　放置于冰箱中可保存１０天，临用时现配。　标准物质：桃叶（ＧＢＷ０８５０１）；牛肝（ＥＳＡ　一１）１４ｇ／Ｉ　。试剂为ＡＲ级、酸为ＧＲ级、　水为蒸馏水。　分析步骤：称取５．００ｇ左右样品于　１５０ｍｌ高型烧瓶中，加混合酸（硝酸＋高　氯酸４＋１）２０ｍｌ几粒玻璃珠，盖上表面　皿，冷消化过夜。次日于沸水浴中消化８　小时，于电热板上消化（切忌不要烧干，　防止爆炸），可适当补加硝酸，消化至无　色透明并伴有白烟时，再继续消化至剩余　体积为２ｍｌ左右，冷却后用水后定容后　５０ｍｌ容量瓶中。从中吸取１０．０ｎａｌ于　２５ｍｌ比色管中，加入２．５ｍ１５Ｃｌｇ／Ｌ硫脲，　用水定容至刻度（酸度控制在ｐＨ＝１以　下），摇匀备用放置２０分钟，同时做空白　试剂丽份。参照ＧＢ／Ｔ５００９．１７—２００３以　硝酸（１＋９）做介质。开机预热２Ｏ～３Ｏ分　钟，输入必要的参数，测量混合标准系列　并绘制标准曲线在测定两个试剂空白的　空白值，随后测定样品。　结果与讨论　仪器条件的选择：空心阴极灯灯电流　的选择，灯电流与检出信号强度、背景信　号强度有一定的关系，灯电流过低，灵敏　度低，灯电流过大会降低灯的寿命，选择　汞的灯电流为１５ｍＡ砷的灯电流７０ｍＡ，　可以得到较好的线性和灵敏度。　原子化器高度：实验证明，原子化器　高度与试样的原子化率有关，当原子化器　观察高度为８ｒａｍ时，砷、汞的相对荧光强　度都比较强，所以选择原子化器高度为　８ｒａｍ。　载气确定：载气流速与荧光强度有一　定的关系，试验表明当选择载气流速　５００ｍｌ／分可满足试样要求。　盐酸浓度的选择：氢化物发生反应要　求有适宜的酸度，通过实验发现，当盐酸　浓度在２％～２０％范围内时，砷、汞的荧　光强度变化都不大，但当盐酸浓度低于　２％时荧光强度显著降低故选择盐酸浓度　５％。硼氢化钾浓度的选择汞的荧光强度　在低浓度的硼氢化钾反应液（０．００５％一　０．２％）比较高，而砷则在硼氢化钾浓度＞　１％时才有比较高的荧光强度，这是由于　汞并不生成氢化物，它仅需要被还原成气　态汞，并由载气带到原子化器中进行原子　化，故不需要过多的硼氢化钾，过多的硼　氢化钾产生的氢气反而会稀释汞的浓度，　所以汞需要较低的硼氢化钾浓度；而砷由　于需要生成气态的氢化物才能被载气带　到原子化器中，所以必需要有足够量的硼　氢化钾浓度，同样，过多硼氢化钾产生的　大量氢气也会稀释氢化物的浓度。选择　硼氢化钾浓度为２％即可满足测定砷和　汞的条件。　准确度试验：①回收率的测定：本法　同时测定了砷和汞的回收率，其范围分别　为砷９０．２％一１１３０．８％。汞８８．２％一　１０４．３％。②标准物质的测定：本法分别　测定由国家技术监督局审批的一级标准　物质中的砷和汞的含量，结果见表１。　从以上方法回收率及标准物质的测　定结果可以看出，本方法结果可靠准确度　高。　方法应用：随机在长春市场、超市采　集样品４０件，测定其砷和汞含量，表明应　用本方法一次性消化样品，可同时测定食　品中砷和汞操作简单、快速、灵敏度高、节　省试剂。结果见表２。