飲水中的砷汞硒測定

劉微微

【摘要】砷汞硒是各種水體中的一種毒理指標(biāo)，對人的身，體有害。飲水指的是不經(jīng)過任何處理就可以喝的水，如：純凈水、礦物質(zhì)水、山泉水等。水是人體的生命之源，人每天都要消耗大量的水，而這些消耗的水中有大約一半是人直接飲用的。隨著人們越來越注重飲食健康，飲水的安全也成了人們關(guān)注的熱點。本文分析飲水中的有害化學(xué)元素砷汞硒測定。

【關(guān)鍵詞】飲水；砷汞硒；原子熒光法；測定

汞、硒、砷都是一種化學(xué)元素，汞也就是我們俗稱的水銀，它一種有毒的銀白色一價和二價重金屬元素，它是常溫下唯一的液體金屬，常常用于電學(xué)儀器、控制設(shè)備、溫度計、汞鍋爐、汞氣燈等。

硒是一種非金屬化學(xué)元素，可以用作光敏材料、電解錳行業(yè)催化劑、動物體必需的營養(yǎng)元素和植物有益的營養(yǎng)元素等一般硒搭配五味子制作養(yǎng)肝片，有保肝護肝功能。

砷是一種有毒的類金屬，并有許多的同素異形體，砷與其化合物被運用于農(nóng)藥、殺蟲劑和合金中。這三種化學(xué)元素在水體中屬于毒理學(xué)的指標(biāo)，在我國的水體質(zhì)量的檢測中必檢的項目。雖然說人體是需要一定的硒、砷，但是不能過量，過量會引起中毒現(xiàn)象，危害人體健康。

一、測定水體的汞砷硒的方法

水體中的汞砷硒的檢測是我國大部分水體中必檢的項目，飲水是人們?nèi)粘Ｉ钣盟强梢灾苯雍鹊乃@種水的要求比較高，如果水體中的汞砷硒含量過高就會影響人的身體健康，會造成中毒現(xiàn)象。因此，在飲水中，對汞砷硒的檢測是必備的項目。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，飲水中測定汞砷硒的方法也是越來越多，如：原子吸收光譜法、分光光度法、比色法、原子熒光光譜法等。本文詳細解說三種檢測方法：

（一）原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是基于氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子對紫外光和可見光范圍的相對應(yīng)原子共振輻射線的吸收強度來定量被測元素含量為基礎(chǔ)的分析方法，是一種特定氣態(tài)原子對光輻射的吸收的方法。原子吸收光譜法是上世紀(jì)50年代中期出現(xiàn)并逐漸發(fā)展起來的一種新型的儀器分析方法，在冶金、機械、化工、食品等方面得到了廣泛的運用，它主要適用于樣品中的微量及痕量組分分析。

每一種元素的原子不僅可以發(fā)射一系列特征譜線，也可以吸收與發(fā)射線波長相同的特征譜線。當(dāng)光源發(fā)射的某一特征波長的光通過原子蒸氣時，即入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)（一般情況下都是第一激發(fā)態(tài)）所需要的能量頻率時，原子中的外層電子將選擇性地吸收其同種元素所發(fā)射的特征譜線，使入射光減弱。

由于原子能級是量子化的，因此，在所有的情況下，原子對輻射的吸收都是有選擇性的。由于各元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子的排布不同，元素從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)時吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收線具有不同的特征。

（二）原子發(fā)射光譜法

原子發(fā)射光譜法是依據(jù)各種元素的原子或離子在熱激發(fā)或電激發(fā)下，發(fā)射特征的電磁輻射，而進行元素的定性與定量分析的方法，是光譜學(xué)各個分支中最為古老的一種。元素波長的光線可以表現(xiàn)出元素的某些特征，原子發(fā)射光譜法就是利用一定的儀器和手段來獲得元素的光譜，對獲得的光譜進行分析，得出結(jié)論。原子發(fā)射光譜法是一個適用范圍非常廣的方法，無論是固體還是液體的樣品，都可以直接進行分析，而且對一個樣品中的不同元素也可以同時進行分析判斷。

（三）原子熒光光譜法

原子熒光光譜法是介于原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜之間的光譜分析技術(shù)，它的基本原理是基態(tài)原子（一般蒸汽狀態(tài)）吸收合適的特定頻率的輻射而被激發(fā)至高能態(tài)，而后激發(fā)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光。

物質(zhì)吸收電磁輻射后受到激發(fā)，受激原子或分子以輻射去活化，再發(fā)射波長與激發(fā)輻射波長相同或不同的輻射。當(dāng)激發(fā)光源停止輻照試樣之后，再發(fā)射過程立即停止，這種再發(fā)射的光稱為熒光，原子熒光光譜法具有很高的靈敏性，校正曲線的線性范圍寬，能進行多元素的同時測定，相對于原子吸收光譜法和原子發(fā)射光譜法而言，目前已經(jīng)檢測出有20多種元素的檢測中，原子熒光光譜法的效果更佳。目前，原子熒光光譜法主要應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)、水質(zhì)、醫(yī)學(xué)、礦物等方面的分析檢測。

二、汞砷硒測定前水樣處理

在對水體中的汞、砷、硒進行檢測時，不能直接進行，需要采取一定措施手段：

（一）汞的水樣前處理

將樣品搖勻，取10—20ml水樣，移入50ml的比色管，然后在依次加入1.5ml濃硫酸、（1+1）硝酸溶液1.5ml、4m15%的高錳酸鉀溶液、5%過硫酸鉀溶液4ml，然后將比色管放入沸水中，使得樣液在沸水的狀態(tài)下保溫一小時后，取出進行冷卻，在要測定時，邊搖邊滴加20%鹽酸羥胺溶液，直到剛好使過剩的高錳酸鉀褪色及氧化錳全部溶解為止，加水稀釋至刻度，同時做空白。

（二）砷的水樣前處理

取水樣40—50ml到比色管中，加入5ml的濃鹽酸，0.5m140%的碘化鉀，0.5ml 5.0%的抗壞血酸，蒸餾水定容至50ml，在室溫放置15分鐘，上機測定。

（三）硒的水樣前處理

取水樣25—50ml到比色管中，加入12.5ml濃鹽酸，然后加熱，在沸水環(huán)境下過5—10分鐘后，取出冷卻，然后再加入5m15%硫脲+5%抗壞血酸，蒸餾水定容，靜置20分鐘，待測。

這三種水體前處理的方法是針對于單獨元素的處理的，在同一水體中要對這三種元素進行同時測定時，采取的方法又是不同的。

三、材料和方法

原子熒光法具有靈敏性高、操作分析簡單的優(yōu)點，本文重點分析原子熒光光譜法在水體汞砷硒的檢測中的應(yīng)用。

（一）儀器和試劑

采用AFS-3100雙道原子熒光光譜儀；汞砷硒空心極陰燈。汞、砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液各準(zhǔn)備100mg/L，再準(zhǔn)備500mg/L硒標(biāo)準(zhǔn)儲備液，還有高濃度的鹽酸、氬氣。

在實驗中需要用到的一些化學(xué)藥品主要有：2%的硼氫化鉀溶液，準(zhǔn)備10g；5%硫脲+5%的抗壞血酸也是準(zhǔn)備10g。這些材料都是現(xiàn)配現(xiàn)用的，將10g的硼氫化鉀和2.5g的氫氧化鉀溶于200ml的純水中，是必須是清液，不能有任何雜質(zhì)，然后在繼續(xù)用純水對溶液進行稀釋，稀釋到500ml。5%硫脲+5%的抗壞血酸準(zhǔn)備10g放入100ml的純水中，然后繼續(xù)用純水進行稀釋，稀釋到200ml。對于汞砷硒的標(biāo)準(zhǔn)儲備液的使用中，汞砷硒標(biāo)準(zhǔn)儲備液各取10mg/L，用純水進行稀釋，稀釋到10ml，然后對于這些稀釋液中汞和硒的稀釋液各取2ml重新進行稀釋，稀釋到100ml，而砷的稀釋液是取10ml稀釋到100ml。

（二）測定步驟

取樣品水樣50ml到容量瓶中，然后再加入5ml的濃鹽酸、砷和硒中加入5m15%硫脲+5%抗壞血酸溶液，用純水稀釋至100ml，然后再對樣品中的各個元素的負高壓、燈電流、空氣流量、輸氣流量、積分時間、積分方式等進行分析比對研究。

四、結(jié)論分析

對于樣品中的汞砷硒濃度的計算是有一定的公式的，砷和硒的計算公式是：P=（P₁×v₁）/v×f，在這個公式中，P是待檢測的濃度，ug/L；P₁是校準(zhǔn)曲線上查的試樣中待測組份的濃度，ug/L；v是試樣的體積，ml；f是稀釋比；v₁是試樣中的定容體積，ml。而汞的濃度計算方式有所不同，是：P=P₁×f。這樣就可以根據(jù)實驗中的各個數(shù)據(jù)資料得出樣品中各個元素的濃度了，在實驗中，各個步驟到需要嚴(yán)格按照要求來，而各種溶液的配置也需要注意，要一步步進行下來。在對干擾項的排除時，也需要綜合考慮問題，要力求獲得的數(shù)據(jù)資料的高精度。在飲水中的汞砷硒的含量是有嚴(yán)格規(guī)定的，不合格的是不能直接飲用的，是需要進行相關(guān)的改良的，保證水質(zhì)能夠達到飲水的質(zhì)量。

結(jié)束語

飲水是人們?nèi)粘Ｉ钣盟嗣刻於夹枰暮臀蘸芏嗨@是維持人的生命機能的重要物質(zhì)，水質(zhì)對人的身體健康會起到很大的影響作用，不同的水養(yǎng)出不同的人。水體中的汞砷硒的含量是有一定的指標(biāo)的，過量了就會影響人的身體健康。我國就曾出現(xiàn)過一些飲水中汞砷硒含量過高的飲水安全例子。對于水體中汞砷硒濃度的測定，目前已經(jīng)有很多的方法了，隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，人們對化學(xué)元素的認識會更加透徹，對水體中化學(xué)元素的測定儀器方法也會越來越多，越來越精確。