氫化物發生原子熒光光譜法測定地表水中微量銻

雷 丹

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

氫化物發生原子熒光光譜法測定地表水中微量銻

雷 丹

(湖南有色金屬研究院,湖南長沙 410015)

利用氫化物發生原子熒光光譜法測定地表水中微量銻,確定了合理有效的儀器測試條件、主要試劑濃度及檢出限、精密度。結果表明:使用原子熒光光譜法測定地表水中微量銻具有靈敏度高、準確性好、儀器操作方便等優點,具有良好的可行性和適用性,適宜水中微量銻的測定。

氫化物發生;原子熒光光譜法;地表水;微量銻

銻是一種廣泛分布于自然界的有毒元素,對人體有慢性毒性。環境中的銻污染來自兩個方面:一是人為污染,如采礦、選礦、冶煉等工業生產過程排放了含銻的廢水、廢氣、廢渣;二是自然污染,主要是富集銻地區其特殊的地質條件造成了周邊環境中銻含量偏高現象。受人為排放、巖石風化和雨水沖刷等因素影響,水體成為大部分銻元素的環境歸宿。而銻以各種化合物形式、懸浮態或溶解態存在于水環境中,主要化合價態為Sb3+和Sb5+。無機銻化合物的毒性強于有機銻,3價銻的毒性強于5價銻。我國《生活飲用水衛生標準》(GB5749—2006)[1]和《地表水環境質量標準》(GB3838—2002)集中式生活飲用水源地特定項目[2]的毒理性指標中銻的標準限值為5μg/L,日本規定為2μg/L,美國規定為6μg/L,世界衛生組織規定飲用水中銻含量應低于5μg/L。因此,監測地表水中銻含量具有重要的環境意義。

目前,測定水樣中銻的檢測方法有原子熒光光譜法、火焰原子吸收法和5-Br-PADAP光質法。火焰原子吸收法和5-Br-PADAP光質法最低檢出濃度大于5μg/L,因此不適應測定地表水中銻,原子熒光光譜法最低檢出濃度為2μg/L,可用于測定地表水中的銻及化合物[3]。本研究意在探討用氫化物發生原子熒光光譜法測定地表水中銻。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

1.1.1 儀 器

AFS—9700全自動注射式氫化物發生原子熒光光度計(北京科創海光儀器有限公司生產)。

1.1.2 試 劑

1.鹽酸(優級純)。

2.2.0%硼氫化鉀溶液:稱取2.5 g KOH,溶于少量去離子水,加入10.0 g KBH4,(分析純)并使之溶解,用水稀釋至500 mL(臨用現配)。

3.5%硫脲-抗壞血酸溶液:稱取5.0 g,硫脲(分析純)和5.0 g抗壞血酸,溶于100 mL去離子水中(臨用現配)。

4.載流溶液:3%鹽酸水溶液。

5.銻標準溶液:100μg/L(購于國家標準物質研究中心)。

6.銻標準中間液:準確移取1.0 mL濃度為100 μg/L的銻標準溶液量于100 mL容量瓶中,用3%的鹽酸定容至刻度,此溶液濃度為1.0μg/mL,銻標準使用液:0.1μg/mL。

7.氬氣(純度＞99.999%)。

1.2 儀器條件

按照儀器操作規程進行樣品測定。儀器條件見表1。

1.3 標準曲線的繪制

分別吸取0.1μg/mL銻標準使用液/mL:0、0.5、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00于50 mL容量瓶,加入硫脲-抗壞血酸10 mL,用3%鹽酸定容至50 mL,搖勻。配制成含銻濃度/μg·mL-1:0、1.0、2.0、4.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0的標準系列。

表1 儀器條件

按實驗方法和設定條件連續3 d繪制標準曲線測定其熒光強度(其標準曲線見圖1),進行回歸分析,從圖1中可看到,在0～10.00μg/mL的范圍內,銻標準曲線線性良好,相關系數r為0.999 5。

圖1 銻標準曲線

1.4 樣品測定

清潔地表水直接取樣,混濁水樣用0.45μm濾膜過濾后取樣,樣品分成4小份,各20 mL,分別置于25 mL比色管中,加入2.5 mL濃鹽酸后,再加入2.5 mL硫脲-抗壞血酸溶液,搖勻并放置20 min后測定。開機設定好儀器最佳條件,穩定30 min后,開始測定。

2 結果與討論

2.1 鹽酸酸度的選樣

實驗表明,當鹽酸濃度為3%時,熒光值接近最大,因而應使用熒光值較低的優級純的酸。

2.2 硼氫化鉀濃度的選擇

實驗表明,在配制 KBH4溶液時,需要將 KBH4固體溶解在一定量的 KOH堿溶液中以保證 KBH4的穩定性。實驗表明,KBH4濃度為2.0%時,可以產生穩定和較強熒光信號,滿足測定需要。

2.3 儀器工作條件的影響

實驗表明,在一定范圍內負高壓、燈電流與熒光強度成正比,試驗中要高度關注燈電流,若燈電流過大,會產生自吸和噪聲,影響測定結果。

2.4 共存離子的干擾實驗

經對水中常見元素干擾試驗,發現Pb 1 mg/L、Zn 2 mg/L、Cd 2 mg/L、Cu 2 mg/L時,對1μg/L的銻測定無明顯干擾。對不同砷含量樣品進行試驗,發現當As濃度＞0.1 mg/L時,As元素對測定有正干擾。而一般地表水中這些共存離子的濃度都較低,不會影響檢測結果。

2.5 檢出限

對空白樣品連續測定3 d,每天5次共重復15次,計算得到銻的檢測限為0.002 ng/mL。

2.6 精密度試驗

取不同地點清潔水樣2份進行精密度試驗,每份樣品,平行測定4次。相對標準偏差(RSD)計算公式如下:

測定結果見表2。

表2 銻實際樣品精密度試驗結果

2.7 準確度試驗

對實際樣品加標回收,取2份清潔水樣進行加標回收率試驗,回收率計算公式如下:

實際樣品回收率在99.2%～100.8%之間,測定結果見表3。

表3 銻實際樣品加標回收試驗

3 結 語

試驗結果表明,在鹽酸介質中,以硼氫化鉀作還原劑,使銻生成銻化氫,將銻化氫導入石英爐原子化器進行原子化。以銻特種空氣陰極燈作激發光源,銻原子受光輻射激發產生電子躍遷,當激發態的電子返回基態時即發生熒光,熒光強度在一定濃度范圍與銻含量成正比。此方法結果精密度和準確度都比較理想,而且檢測周期短,勞動強度小,成本低,工作效率高。

[1] GB 5749-2006,生活飲用水衛生標準[S].

[2] GB 3838-2002,地表水環境質量標準[S].

[3] 丁慶云,彭利,朱奕,等.氫化物發生-原子熒光光譜法測定地表水中銻方法探討[J].光譜實驗室,2008,25(3):412-415.

Determination of Trace Stibium in Surface Water Using Hydride Generation Atomic Fluorescence Spectrometry Method

L EI Dan

(Hunan Research Institute of Nonferrous Metals,Changsha410015,China)

Hydride generation atomic fluorescence spectrometry method was used for determination of trace stibium in surface water.The optimal conditions of equipment,the concentration of main reagents,the detection limit,and the degree of precision were determined.It has proved that the method was very simple with good linearity and good accuracy,which is suitable to determine the trace Sb in surface water.

hydride generation;atomic fluorescence spectrometry method;surface water;trace stibium

O433.5

A

1003-5540(2012)03-0078-03

雷丹(1985-),女,助理工程師,主要從事環境保護和環境監測工作。

2012-02-20