原子熒光法測定未知樣中的砷

周卉(云南省生態環境廳駐迪慶州生態環境監測站，云南 香格里拉 674499)

1 方法原理

經過處理后的檢測液以氬氣作為載氣將砷化氫導入石英爐原子化器進行原子化，并以砷空心陰極燈作為激發光源，使砷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或較低能態時，便可發出熒光，原子熒光強度與試液中待測元素含量在一定范圍內呈正比。

2 實驗過程

2.1 未知樣來源

未知樣編號(SMP-2018-0087)為2018年第四輪國家環境監測網實驗室能力考核中砷的能力考核樣品。30mL塑料瓶裝濃樣，基體為1%硝酸。

2.2 實驗準備

2.2.1 儀器

北京科創海光儀器有限公司生產的AFS- 230E型原子熒光分光光度計，砷元素空心陰極燈，AL204型電子天平，電熱板、電熱恒溫水浴鍋，所有移液管及容量瓶等玻璃儀器均在1+1的硝酸溶液中浸泡24h,并用自來水、去離子水洗凈備用。

2.2.2 試劑

硝酸、鹽酸、硫脲、抗壞血酸、硼氫化鉀、氫氧化鉀均為優級純，配制用水為實驗室新制備的去離子水或蒸餾水。氬氣(純度為99.999%)、砷標準儲備液(100mg/L環境保護部標準樣品研究所)、砷質控樣(200446濃度為26.0±2.0μg/L環境保護部標準樣品研究所)。

2.2.3 還原劑及載流的配制

(1)載流：50mL鹽酸稀釋到1000mL載流瓶。

(2)還原劑：2.5g氫氧化納+10g硼氫化鉀，稀釋到500mL還原劑瓶，需臨用現配。

2.2.4 標準系列配制

(1)砷貯備液濃度為l00mg/L，購買了環境保護部標準樣品研究所有證標準物質。

(2)砷中間液濃度為 1.00mg/L，吸取5.00mL砷貯備液定容到500mL容量瓶中，加入10mL鹽酸，用水稀釋至標線。

(3)砷使用液濃度為 100μg/L，吸取10.00mL砷中間液定容到100mL容量瓶中，加入20mL鹽酸，用水稀釋至標線。

吸取100μg/L 的砷使用液0、1.00、2.00、4.00、6.00、10.00mL 至100mL容量瓶，加入10.0mLHCL、10ml硫脲-抗壞血酸溶液，放置30分鐘后用水稀釋定容，混勻。配制成含砷標準濃度為0、1.0、2.0、4.0、6.0、10.0μg/L 的標準系列。

2.2.5 未知樣品的配制

(1)吸取10mL未知樣濃樣定容至2500mL容量瓶，加入10mLHCL溶液、10mL硫脲和抗壞血酸溶液，放置30min以上，備用。

(2)吸取(1)定容過的未知樣品10mL定容至100mL容量瓶，加入10mLHCL溶液、10mL硫脲-抗壞血酸溶液，放置30min以上，待測。共配制2個未知樣，編號為SMP-2018-0087未知樣1和SMP-2018-0087未知樣2，每個未知樣測定1次。

2.2.6 質控樣品的配制

(1)吸取10mL質控樣濃樣定容至2500mL容量瓶，加入10mL HCl溶液、10mL硫脲和抗壞血酸溶液，放置30分鐘以上，備用。

(2)吸取(1)定容過的質控樣至100mL容量瓶，加入10mL HCl溶液、10mL硫脲-抗壞血酸溶液，放置30分鐘以上，待測。共配制1個質控樣，,編號為200446質控樣1和200446質控樣2，每個質控樣重復測定1次。

2.3 實驗測定

由于高原海拔較高，氣溫偏低，需提前開室內空調調節室溫，并恒定至22℃至25℃以上，并開機預熱至少一小時。待儀器穩定后，采用手動進樣方式，找到了最佳的實驗條件：載氣的流量為400mL/min,屏蔽氣800mL/min，讀數延遲時間：1.2s，讀數時間：11.0s；原子化器高度為8毫米；負高壓為280V，燈電流為60mA。得到良好的線性關系曲線值，并根據標準曲線測定值(表1)繪制砷溶液標準曲線如圖1所示。

2.3.1 實驗結果

用該標準曲線測得的砷未知樣(SMP-2018-0087)和砷質控樣(200446)在相同儀器工作條件：載氣流量400mL/min,屏蔽氣900mL/min，讀數方式：峰面積，讀數延遲時間：1.0s，讀數時間：10.0s；原子化器預熱溫度200℃；負高壓280V，燈電流60mA的測定結果如表2所示。

表1 砷標準曲線測定值

圖1 砷溶液標準曲線

對四個樣品中砷含量進行測定(單位：μg /L)，SMP-2018-0087未知樣1、SMP-2018-0087未知樣2原樣濃度為32.8和34.4，均值為33.6，相對偏差2.4%；200446質控樣1、200446質控樣2的原樣濃度為25.9和26.4，均值為25.9，相對偏差1.0%，在24-28(μg/L)限值范圍內，測定后得知200446質控樣1、200446質控樣2的檢測均值在標準值范圍內。SMP-2018-0087未知樣1、SMP-2018-0087未知樣2的檢測均值33.6μg /L為該盲樣砷含量的最終檢測結果，其結果均值在此次能力驗證考核結果中顯示單值不超標，且實驗室間Z比分數(ZB)和實驗室內Z比分數(ZW)的絕對值都小于等于2，結果顯示2018年第四輪水中砷實驗室能力考核為滿意結果。

表2 未知樣及質控樣的測定結果

3 結語

采用AFS-230E 型雙道原子熒光光度計測定未知濃度的砷，其校準曲線的相關系數應大于或等于0.995，其測試結果的相對偏差不大于20%，加標回收率控制在70%～130%之間，符合環境保護部HJ 694—2014《水質汞、砷、硒、鉍和銻的測定 原子熒光法》中的質量保證和質量控制要求，符合線性關系良好，方法靈敏度高，操作簡便，對實驗室大批量檢測水質中砷含量提供可靠的方法。并總結認識到：

(1)由于高原海拔較高，氣溫偏低，需提前開室內空調調節室溫，并恒定至22℃至25℃以上，才能很好的使用原子熒光光度計；

(2)開機預熱時間至少超過一小時以上才能更好的使用原子熒光光度計；

(3)實驗時候需要根據室溫及其他實驗條件調節負高壓和燈電流找到適合此臺儀器的最佳實驗條件。

(4)實驗完成后，還原劑管子和連接載流及進樣針的管子需及時放入到去離子水中，進行清洗，防止富集，影響下次測定。