原子熒光法測(cè)定飲用水中痕量砷

陳延銘

摘 要：該文著重介紹了原子熒光法檢測(cè)生活飲用水的原理、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、儀器的選擇和參數(shù)的設(shè)定，并深入的討論了砷元素檢測(cè)過(guò)程中的干擾因素、檢出限、精密度和回收率等。從結(jié)論來(lái)看，原子熒光法對(duì)飲用水中痕量砷的檢測(cè)具有快速、準(zhǔn)確、抗干擾等特性。

關(guān)鍵詞：原子熒光 砷 飲用水

中圖分類號(hào)：TU991.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（b）-0221-02

砷的價(jià)態(tài)化合物具有劇毒（如砒霜），而砷元素自身卻是無(wú)劇毒的。砷元素在水中多以3價(jià)或5價(jià)的形態(tài)存在著。飲用水中痕量的砷攝人人體內(nèi)，具有生血刺激作用和促進(jìn)生物生長(zhǎng)、繁殖的功能。一旦超標(biāo)對(duì)人體危害極大。在自然水系中，砷主要以無(wú)機(jī)砷酸鹽（AsO43-）和亞砷酸鹽（AsO33-）兩種形式存在，或者以甲基化的砷化合物的形式存在，而砷的有機(jī)化合物的含量一般都很低。這些不同形態(tài)的砷化合物通過(guò)化學(xué)和生物的氧化還原及生物的甲基化、去甲基化反應(yīng)，發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。砷化合物有劇毒，容易在人體內(nèi)積累，造成慢性砷中毒。資料凋查表明，長(zhǎng)期飲用砷含量為0.6 mg/L水的人群中，砷中毒患病率高達(dá)47.2%；長(zhǎng)期飲用砷含量為0.3～0.6 mg/L 水的人群中，砷中毒患病率達(dá)28.3%；長(zhǎng)期飲用砷含量為0.1～0.3 mg/L 水的人群中，砷中毒患病率達(dá)21.7%；長(zhǎng)期飲用砷含量為0.1 mg/L 以下水的人群中，砷中毒患病率達(dá)15.9 %；世界衛(wèi)生組織推薦的水體中砷的最高飲用標(biāo)準(zhǔn)值為0.01 mg/L ，我國(guó)的最高飲用標(biāo)準(zhǔn)值為0.05 mg/L 。按照WHO的水砷標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)砷中毒危害病區(qū)的暴露人高達(dá)1 500萬(wàn)之多；已確診患者超過(guò)數(shù)萬(wàn)人[1]。因此飲水砷的檢測(cè)是防治地方性砷中毒的關(guān)鍵步驟。

砷的檢測(cè)方法由和多種，原子熒光法是其中一個(gè)比較快捷，準(zhǔn)確，靈敏度較高的方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

該次試驗(yàn)采用的是北京吉天儀器有限公司生產(chǎn)的AFS-920型原子熒光，沒有配置自動(dòng)進(jìn)樣器，是雙道原子熒光，可同時(shí)檢測(cè)兩種元素。所采用的載氣和屏蔽氣是氬氣（純度大于99.99%），其操作參數(shù)如表1所示。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液和試劑配置

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)給出的方法，AS標(biāo)準(zhǔn)系列配置成濃度為0.0、2.0、5.0、10.0、20.0 ng/mL，標(biāo)準(zhǔn)系列應(yīng)該在當(dāng)天稀釋并保證一定的酸度（所用玻璃器皿須經(jīng)鹽酸浸泡過(guò)夜，提高靈敏度），大約在10%左右，加入5%硫脲和5%抗壞血酸定容，5%硫脲和5%抗壞血酸的還原時(shí)間以15 min以上為宜，在試劑的選擇上盡量選擇優(yōu)級(jí)純以上的試劑，以降低空白值。

載流的酸度和硫脲-抗壞血酸酸度要與標(biāo)準(zhǔn)溶液相近，還原劑采用的是硼氫化鉀，硼氫化鉀濃度對(duì)砷的測(cè)定影響很大，應(yīng)該盡量保證配置的濃度大于等于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的推薦值。

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置和試劑的配置都應(yīng)該采用超純水，酸應(yīng)該采用優(yōu)級(jí)純的酸。

1.3 樣品的處理

水樣若是澄清，可直接加試劑（按照標(biāo)準(zhǔn)溶液加入試劑順序）等待15 min進(jìn)行測(cè)量。若是渾濁有懸浮顆粒，應(yīng)當(dāng)讓其過(guò)0.45 mm濾膜然后再加入試劑等待15 min進(jìn)行測(cè)量。

1.4 上機(jī)檢測(cè)

開機(jī)預(yù)熱10 min，待各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定后，設(shè)定檢測(cè)參數(shù)。以空白—標(biāo)準(zhǔn)系列溶液—樣品空白—樣品的順序依次進(jìn)入機(jī)器檢測(cè)。通過(guò)測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)系列曲線可讀出樣品中砷的含量。

2 結(jié)果和討論

使用吉天AFS-920雙道原子熒光分光光度計(jì)對(duì)砷元素進(jìn)行檢出限、精密度和回收率的測(cè)定，其結(jié)果如表2。

用AFS-920檢測(cè)水中砷，其檢出限、精密度和回收率都是令人滿意的。

不同價(jià)態(tài)的砷與氫化物的反應(yīng)速度是不一樣的三價(jià)砷要比四價(jià)砷的速度高出一倍多，為了避免結(jié)果的不準(zhǔn)確性，提高靈敏度，在檢測(cè)時(shí)都要加入硫脲——抗壞血酸把四價(jià)砷還原成三價(jià)的砷，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析加入5%硫脲和5%抗壞血酸混合溶液10 mL，靜止15～20 min對(duì)砷的檢測(cè)有提高準(zhǔn)確性的作用。在正常檢測(cè)中，水中的重金屬元素對(duì)砷的影響很小可以忽略不計(jì)。AFS-920可同時(shí)對(duì)兩種元素進(jìn)行分析，為了節(jié)約時(shí)間在日常分析中可以對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行優(yōu)化折中，得到雙道檢測(cè)的理想?yún)?shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

原子熒光的光譜范圍在200～300 nm之間，正好是靈敏度最好的波段，檢測(cè)元素通過(guò)高溫霧化形成氣態(tài)的氫化物，與原來(lái)的機(jī)體分離，降低了干擾的程度，并將索要分析的元素集中，原子化效率較高，是其他儀器無(wú)法比擬的[2]。對(duì)食品分析來(lái)說(shuō)，尤其是水中痕量的砷來(lái)說(shuō)，前處理比較簡(jiǎn)單，砷的含量較低，控制起來(lái)比較簡(jiǎn)單，所以用原子熒光測(cè)量飲用水中的砷乃至食品中的砷都有很大的推廣空間和發(fā)展前途。

參考文獻(xiàn)

[1] 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].3版.中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1989.

[2] 劉珍，主編.化驗(yàn)員讀本（下冊(cè)：儀器分析）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.