原子熒光法測定水中的砷
1: 原理:
在酸性條件下,以硼氫化鉀為還原劑,使砷生成砷化氫,又載氣(氬氣)載入石英原子化器受熱分解為原子態(tài)砷,在特制砷空心陰極燈發(fā)射光的照射下,基態(tài)砷原子被激發(fā)至高能態(tài),發(fā)射出特征波長的熒光,其熒光強度在一定濃度范圍內(nèi)與砷含量成正比,與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。
2: 試劑:
本方法所用試劑純度為優(yōu)級純,測定用水為去離子水。
2.1:KBH4(2%)+KOH(0.2%)溶液:稱20gKBH4+2gKOH溶于純水中,定容至1000ml。
2.2:載流:10%HCL溶液:取100ml優(yōu)級純鹽酸定容至1000ml。
2.3:硫脲+抗壞血酸溶液:硫脲研磨后,稱取5g加熱溶解,待冷卻后,加入5g抗壞血酸,定容至100ml。
2.4:砷標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液:國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心的砷單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液,標(biāo)準(zhǔn)值為,100mg/l。
2.5:砷標(biāo)準(zhǔn)使用液:取5ml砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液,用純水定容至500ml,濃度為1mg/l,再取1mg/l溶液10ml定容至100ml,此溶液為砷標(biāo)準(zhǔn)使用液,濃度為0.1mg/l。
3: 儀器:
3.1:AFS-680原子熒光光度計
3.2:編碼砷空心陰極燈,編程斷續(xù)流動進樣裝置
4: 分析步驟:
4.1:分別吸取砷標(biāo)準(zhǔn)使用液0,1.0,2.5,3.0,5.0,7.0,9.0ml分別定容至25.0ml,相當(dāng)于砷濃度為0,0.004,0.010,0.012,0.020,0.028,0.036mg/l,即0,4.0,10.0,12.0,20.0,28.0,36.0ng/ml。
4.2:取樣品25ml,分別向樣品、空白及標(biāo)準(zhǔn)液管中加入5.0ml硫脲+抗壞血酸液,加入5.0ml濃鹽酸混勻,按下述方法測定。
5:測定:
5.1:儀器條件:燈電流 60mA;光電倍增管負高壓 300V;原子化器高度 8mm;原子化器溫度 200 C;載氣流量 400ml/min;屏蔽氣流量 800ml/min;測量方式 標(biāo)準(zhǔn)曲線法;讀數(shù)方式 峰面積;延遲時間 1秒;讀書時間 10秒;標(biāo)準(zhǔn)或樣品加入體積 0.5ml;斷續(xù)流動程序:
STEP TIME PUMP1(rmp) PUMP2(rmp) READ
1 10 80 80 NO
2 16 100 100 YES
5.2:測定:按5.1設(shè)定好儀器的最佳條件,將爐溫定在200 C,穩(wěn)定30分鐘后,開始測量,連續(xù)測定空白穩(wěn)定后,確定空白值,然后測定系列,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,然后測樣品空白、樣品,測定后,選打印,即可打印出來。
結(jié)果與討論:
1: 儀器條件的選擇:
a:負高壓;隨負高壓的增大,信號強度增大,但噪音也相應(yīng)增大,負高壓過高、過低時信號強度都不穩(wěn)定,試驗表明,300V--320V最好,信號強度值重現(xiàn)性好,選300V。
b:燈電流:隨燈電流的增加,熒光強度增大,燈電流低時,熒光強度值低且不穩(wěn)定,燈電流過高則影響燈的壽命,燈電流選60mA為宜。
c:爐高:隨著原子化器高度的降低,熒光強度增大,但原子化器過低時,噪音過大,對測定結(jié)果影響較大,選7-9mm合適。
d:載氣、屏蔽氣:載氣、屏蔽氣過大,相當(dāng)于稀釋測定液的濃度,使熒光強度減少,過小時,則氫氬焰不穩(wěn)定,選載氣 300-500ml/min;屏蔽氣 700-900ml/min。
2:硼氫化鉀濃度對測定結(jié)果的影響:
結(jié)果隨著硼氫化鉀濃度值的增大,熒光強度逐漸增大;硼氫化鉀濃度過低時,還原能力不夠,熒光強度低。當(dāng)硼氫化鉀濃度在1.5-2.5%時,熒光強度基本恒定;當(dāng)其濃度大于2.5%時,熒光強度略有下降,這是由于硼氫化鉀與氮離子生成過量氫氣,稀釋了溶液濃度,選2%最佳。
3:不同種類的酸及酸度的影響
比較鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸,反應(yīng)酸的種類與濃度對測定結(jié)果影響不大,其中鹽酸的響應(yīng)較好,且含砷量較少,所以選鹽酸;載液的酸度對測量影響不明顯。,隨著酸度的降低,熒光強度略有增大,為了與前處理酸度相一致,應(yīng)選10%的鹽酸作介質(zhì)。
4:共存離子的干擾
在砷的測定中,其干擾情況是6倍的Sb;20倍的Pb;30倍的Sn;200倍的Cu;200倍的Zn對As(Ⅲ)測定無干擾(±10%),為使砷預(yù)還原為三價,溶液中加入少量的硫脲和抗壞血酸(2%),另外加入硫脲和EDTA也可消除砷銻之間以及大多數(shù)共存元素的干擾。
5:線性范圍的選擇:在最佳儀器條件下測定0-80ng/ml的標(biāo)準(zhǔn)系列,相關(guān)系數(shù)為0.9997,考慮到儀器的靈敏度及試驗樣品中的含量,選0-30ng/ml為本方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度范圍,相關(guān)系數(shù)為0.9999。
回歸方程:X=1.061841E-04 +1.517075E-05*Y
R=0.9999
6:檢出限:對11份試劑空白進行平行測定,根據(jù)3S /K(S 為空白值的標(biāo)準(zhǔn)偏差,K為標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率)用三倍空白熒光值的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率,即為本方法的檢出限,0.0374ng/ml。
7:精密度:取不同濃度水樣測六次
濃度(ng/ml):4 10 12 20
樣品(組)
1 4 9 11 19
2 4 9 12 19
3 4 9 12 19
4 4 10 11 19
5 4 9 11 19
6 4 9 12 18
RSD(%) 0 8.3 4.2 5.8
濃度(ng/ml):
RSD(%) 0 8.3 4.2 5.8
相對標(biāo)準(zhǔn)偏差都小于10%
8:準(zhǔn)確度(回收率):在不同水樣中,加入一定濃度的砷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
9:實際樣品:用本方法測定了50個水樣:
其中含量為0-10ng/ml的為21個;2-8ng/ml的為27個;9-10ng/ml的為2個。
小結(jié):本文采用了AFS-680原子熒光光度計測定水中的砷。選擇了最佳的儀器條件,在嚴格的質(zhì)量控制下,測定結(jié)果是滿意的。本方法具有操作簡單、快速等特點。
回收率為90-110%,
最低檢出限為:0.0374ng/ml,
線性范圍:0-80ng/ml