氫化物原子熒光分光光度計(jì)法 測(cè)定生活飲用水中砷

黃春燕

（廣東省陽(yáng)江市陽(yáng)東區(qū)疾病預(yù)防控制中心，廣東陽(yáng)江 529900）

砷是一種有毒的重金屬，如果人們長(zhǎng)期飲用砷超標(biāo)的生活飲用水，會(huì)對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損害[1]。本文將氫化物原子熒光分光光度計(jì)法測(cè)定生活飲用水中砷的檢測(cè)方法介紹如下。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

1.1.1 儀器

AFS-930全自動(dòng)進(jìn)樣雙道原子熒光分光光度計(jì)（北京吉天儀器有限公司）；砷空心陰極燈；DI-500實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)（南京前沿儀器設(shè)備有限公司）；氬氣（純度≥99.9%）；容量瓶[經(jīng)（1+1）硝酸溶液浸泡24 h處理]；BS224萬(wàn)分一電子天平。

1.1.2 試劑

超純水，電導(dǎo)率達(dá)到18.25 Ω·m；砷標(biāo)準(zhǔn)貯備液 （100 mg/L），［國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心購(gòu)買(mǎi),編號(hào)GBW90（E）］；砷標(biāo)準(zhǔn)使用液（10 μg/L）；鹽酸（ρ20=1.19 g/mL優(yōu)級(jí)純），鹽酸溶液（2＋98）；2%硼氫化鉀-0.1%氫氧化鉀溶液（稱(chēng)取0.5 g氫氧化鉀溶于少量水中，加入10.0 g硼氫化鉀，用純水定溶至500 mL，此溶液現(xiàn)用現(xiàn)配，混勻）；硫脲—抗壞血酸溶液：稱(chēng)取10.0 g硫脲加純水約80 mL，加熱溶解，冷卻后加入10.0 g抗壞血酸，加水至100 mL[2]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 儀器工作參數(shù)

燈電流：45 mA；負(fù)高壓：280 V；原子化器高度：8.0 mm；原子化器溫度：200 ℃；載氣流量：400 mL/min；屏蔽氣流量：800 mL/min；讀數(shù)時(shí)間：7.0 s；延遲時(shí)間：1.5 s；載流液：鹽酸溶液（2＋98）；注入量：0.5 mL；測(cè)量方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法；讀數(shù)方式：峰面積。

1.2.2 砷標(biāo)準(zhǔn)系列的配制

AFS-930全自動(dòng)進(jìn)樣雙道原子熒光分光光度計(jì)，其采樣精度及自動(dòng)化程度非常高，可實(shí)現(xiàn)單標(biāo)準(zhǔn)溶液在線(xiàn)自動(dòng)配制標(biāo)準(zhǔn)系列功能，用濃度為10.00 μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，自動(dòng)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，濃度值分別為2.00 μg/L、4.00 μg/L、6.00 μg/L、8.00 μg/L和10.00 μg/L的工作曲線(xiàn)。

1.2.3 樣品測(cè)定

打開(kāi)儀器、開(kāi)氬氣、開(kāi)電腦，三者連接。在電腦工作平臺(tái)設(shè)定好儀器工作的最佳條件，并在工作平臺(tái)上點(diǎn)火，以點(diǎn)燃原子化器爐絲。接好載流液、還原劑。空轉(zhuǎn)儀器 30 min，使其穩(wěn)定。取10 mL水樣于樣品管中，分別向水樣、空白、標(biāo)準(zhǔn)溶液加入1.0 mL鹽酸、1.0 mL硫脲-抗壞血酸溶液，混勻。將水樣、空白、標(biāo)準(zhǔn)溶液放入設(shè)定好的全自動(dòng)進(jìn)樣盤(pán)中進(jìn)行測(cè)定，從工作平臺(tái)上得到工作曲線(xiàn)，讀出樣品中被測(cè)砷元素的含量。如果樣品讀數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)范圍，需要將樣品稀釋后再測(cè)[3]。

1.2.4 結(jié)果計(jì)算公式

式中：X-樣品中砷的含量，mg/L；C-樣品溶液中砷的含量，μg/L；F-稀釋倍數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 儀器條件的選擇

2.1.1 燈電流的選擇

燈電流越大，熒光強(qiáng)度值越大，但會(huì)影響燈的使用壽命；燈電流越小，熒光強(qiáng)度值越小，會(huì)影響儀器不穩(wěn)定。試驗(yàn)表明燈電流選擇45 mA為佳。

2.1.2 負(fù)高壓的選擇

負(fù)高壓越大，熒光強(qiáng)度值也越大，但同時(shí)背景強(qiáng)度也增大。試驗(yàn)表明負(fù)高壓在280 V信號(hào)時(shí)，強(qiáng)度重現(xiàn)性好，在靈敏度滿(mǎn)足的條件下，選取負(fù)高壓280 V。

2.1.3 載氣流量和屏蔽氣流量

載氣流量對(duì)砷熒光強(qiáng)度也有一定的影響。載氣流量過(guò)大，會(huì)稀釋氫化物，降低靈敏度；載氣流量過(guò)低則使形成的氫化物無(wú)法迅速的進(jìn)入到原子化器中。適當(dāng)?shù)钠帘螝饬髁縿t可以防止空氣進(jìn)入，保證火焰形狀的穩(wěn)定，故本方法選擇載氣流量400 mL/min，屏蔽氣流量800 mL/min。

2.2 氫化物發(fā)生條件的選擇

硼氫化鉀-氫氧化鉀溶液是還原劑，硼氫化鉀在水中不穩(wěn)定，用氫氧化鉀作為穩(wěn)定介質(zhì)，以防止硼氫化鉀分解，以利于提高測(cè)定的靈敏度；砷化氫的生成受酸度的影響，需要控制好樣品的酸度，通過(guò)硼氫化鉀溶液中的介質(zhì)（即氫氧化鉀的用量）來(lái)調(diào)節(jié)整個(gè)反應(yīng)體系的pH值是非常關(guān) 鍵的[4]。

載流液即是與標(biāo)準(zhǔn)基體相一致的等濃度溶液，用于推動(dòng)樣品至反應(yīng)系統(tǒng)參與反應(yīng)并清洗整個(gè)進(jìn)樣系統(tǒng)。試驗(yàn)證明砷在鹽酸溶液中的熒光強(qiáng)度值最穩(wěn)定；砷在硝酸溶液的熒光強(qiáng)度值較在鹽酸溶液低；砷在硫酸的熒光強(qiáng)度值高，但本底值也高；砷在磷酸的熒光強(qiáng)度值最低。故本方法選擇了鹽酸（2＋98）作為載流液[5]。

2.3 工作曲線(xiàn)

在選定的試驗(yàn)條件下，繪制2.00～10.00 μg/L范圍內(nèi)的砷標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)，曲線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)單點(diǎn)分別是2.00 μg/L、4.00 μg/L、 6.00 μg/L、8.00 μg/L和10.00 μg/L，對(duì)這5個(gè)砷標(biāo)準(zhǔn)單點(diǎn)進(jìn)行熒光強(qiáng)度測(cè)量，繪制工作曲線(xiàn)，得到曲線(xiàn)方程為：I=214.192 3C-0.841 2，相關(guān)系數(shù)R=0.999 9，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。

2.4 檢出限

按1.2.3樣品測(cè)定的步驟，對(duì)空白溶液連續(xù)進(jìn)行11次熒光強(qiáng)度值（I）測(cè)量，得到的熒光強(qiáng)度值（I）分別為1.47、1.09、1.10、0.79、0.89、1.10、2.21、2.16、1.49、0.99和1.88。由表1可知，該方法的最低檢出限為0.012 8 μg/L。

表1 砷的檢測(cè)限和工作曲線(xiàn)

2.5 精密度試驗(yàn)

按1.2.3樣品測(cè)定的步驟，對(duì)濃度為10.00 μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)溶進(jìn)行11次熒光強(qiáng)度（I）測(cè)量，結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，砷的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.64%。

表2 砷的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）

2.6 準(zhǔn)確度試驗(yàn)

為確保本方法的可行性，在含砷濃度不同的樣品中加入濃度相同的砷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用加標(biāo)回收方法檢驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度。在3份已知含砷濃度為2.50 μg/L、4.50 μg/L、6.00 μg/L的水樣中分別加2.00 μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液，按方法操作，加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知，本方法的加標(biāo)回收率范圍為85%～113%。

表3 加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果

3 結(jié)論

本文采用氫化物原子熒光分光光度計(jì)法測(cè)定生活飲用水中砷，選擇了最佳的儀器條件、氫化物發(fā)生條件，本方法的工作曲線(xiàn)線(xiàn)性范圍為2.00～10.00 μg/L；相關(guān)系數(shù)R為0.999 9；最低檢出限是0.012 8 μg/L；用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)檢驗(yàn)方法的精密度，此方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.64%；用加標(biāo)回收方法檢驗(yàn)方法的準(zhǔn)確度，此方法加標(biāo)回收率在85%～113%；都滿(mǎn)足衛(wèi)生檢驗(yàn)的要求。本方法儀器價(jià)格低廉，操作方便，具有良好的靈敏度、精密度和準(zhǔn)確度。