鹽酸和硫酸在原子熒光法同時測定砷汞時的影響分析

徐勝強

(河北省邯鄲水文水資源勘測局,河北 邯鄲 056001)

1 引言

原子熒光光譜法(AFS)是原子光譜法中的一個重要分支,具有原子發射光譜(AES)和原子吸收光譜(AAS)2種技術的優點,同時又克服了兩者某些方面的不足。具有分析靈敏度高、干擾少、線性范圍寬、可多元素同時分析等特點,是一種優良的痕量分析技術。原子熒光光譜分析法是利用激發光源照射含有一定濃度的待測元素的原子蒸汽,從而使其基態原子躍遷到較高能態,然后去激發回到較低能態或基態(常常是基態)而發射出原子熒光。各種元素都有其特定的原子熒光光譜,根據原子熒光強度的高低可測得試樣中待測元素的含量。

酸化過的樣品溶液中的砷、汞等元素與還原劑(一般為硼氫化鉀或鈉)反應,在氫化物發生系統中生成氣態氫化物。然后將其與過量的氫氣和載氣(氬氣)混合,進入原子化器,氫氣和氬氣在特制點火裝置的作用下形成氬氫火焰,使待測元素原子化。待測元素的激發光源(一般為空心陰極燈)發射的特征譜線通過聚焦,激發氬氫焰中待測原子,使處于基態的外層電子躍遷到較高能級,并在回到較低能級過程中輻射出原子熒光,熒光強度與待測元素的濃度成正比。得到的熒光信號被日盲光電倍增管接收,然后經放大、調解,再由數據處理系統得到結果。

2 材料與方法

2.1 試劑

(1)NaBH4(2%)+NaOH(0.2%)溶液。稱20gNaBH4+2gNaOH溶于純水中,定容至1 000mL。

(2)硫脲+抗壞血酸溶液。稱取10g硫脲加熱溶解,待冷卻后,加入 10g抗壞血酸,定容至100m L。

(3)載流：5%HCL溶液。取50m L優級純鹽酸定容至1 000m L。

(4)載流：5%H2 SO4溶液。取 50m L優級純硫酸定容至1 000m L。

(5)砷及汞標準儲備液：中國計量科學研究院砷及汞單元素溶液標準物質,標準值均為1 000mg/L。

(6)實驗用水均為去離子水,其他試劑除注明純度外均為分析純。

2.2 儀器

AFS-810型雙道原子熒光光度計。編碼砷、汞空心陰極燈,蠕動泵間歇進樣裝置及氣液分離系統。

2.3 分析步驟

準備兩組50m L容量瓶,每組6只,共12只。將砷、汞儲備液分別稀釋,最大稀釋倍數不超過100倍。得到砷、汞的標準使用液,然后分別吸取相應體積的砷、汞標準使用液注入兩組容量瓶中。使其定容后的濃度分別為：汞 0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0μg/L,砷 0、4.0 、8.0、12.0 、16.0、20.0μg/L,砷汞為混合溶液。第1組容量瓶中加入2.5m L鹽酸,2.5m L硫脲+抗壞血酸溶液,然后定容至50mL,第1組簡稱鹽酸組;第2組容量瓶中加入 2.5m L硫酸,2.5m L硫脲+抗壞血酸溶液,然后定容至50mL,第2組簡稱硫酸組。載流所用酸介質應與標準系列溶液的酸介質保持一致,因此第1組所用載流為5%鹽酸,第2組為5%硫酸。

2.4 測定

(1)儀器條件。儀器條件見表1。

表1 AFS-810型雙道原子熒光光度計儀器條件設置

(2)測量條件。測量條件見表2。

表2 AFS-810型雙道原子熒光光度計測量條件設置

(3)間歇泵參數見表3。

表3 AFS-810型雙道原子熒光光度計間歇泵參數表

按設定好儀器的最佳條件,將爐溫定在200℃,穩定30min后,開始測量,連續測定空白穩定后,確定空白值,然后測定標準系列,繪制標準曲線。最后使用空白溶液連續測量15次,測量方式選擇統計測量,并依據標準曲線,微機根據下列公式自動計算出儀器的檢出限,公式為：

其中DL為儀器檢出限,SD為標準偏差,WK為標準曲線的斜率的倒數。

2.5 測定結果

(1)第一組測定結果(鹽酸組),見表4。

表4 鹽酸組：砷汞同測測定結果

(2)第二組(硫酸組),見表5。

通過測定結果,可以看出砷汞同測時,鹽酸組和硫酸組線性關系都比較好,砷汞檢出限均能滿足現行各種標準的要求。同時又存在差別,鹽酸組砷汞標準空白熒光值均低于硫酸組,而硫酸組的砷汞檢出限低于鹽酸組,即硫酸組砷汞靈敏度高于鹽酸組。砷汞現行標準見表6。

表5 硫酸組：砷汞同測測定結果

表6 現行各類水質標準(砷汞限值) mg/L

3 結語

標準空白值如果太大,前后兩次所測量的空白之間的差值就相差很大,因此為了保證所測得曲線的準確性,空白判定值一般設定為4～6,空白值太大的話就難以達到空白判定值的要求,基線穩定不下來,出現漂移,使所測數據不確定度明顯增大,造成數據失準。經過多次的測試經驗所得,其他條件保持在推薦值的情況下,標準空白一般保持在100～450熒光值之間比較好,太大增加不確定度,太小的話,靈敏度不夠,測得的數據不準確。

硫酸組砷汞檢出限優于鹽酸組,硫酸組砷汞標準空白雖大于鹽酸組,但是也能滿足相關要求。因此在其他條件下相同的情況下,采用硫酸做為載流和標準試劑的基體也是可行的,并且能得到較高的靈敏度。

[1]北京海光儀器公司.原子熒光分析方法手冊[M].北京：北京海光儀器公司,2009.