本文采用原子熒光光譜法,研究測定水樣中砷和硒的技術(shù)。結(jié)果表明:用 10%鹽酸和1%硫脲-1%抗壞血酸混合試劑處理樣品,并以1.0%硼氫化鉀和0.5%氫氣 化鈉為還原劑,在5%的鹽酸介質(zhì)測定砷和硒。砷和硒的檢出限分別為:0. 20μg/L和0. 13μg/L,本方法具有操作簡便、快速、基體干擾少、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),可用于工業(yè)廢水樣中 砷和硒的聯(lián)合測定。
隨著工業(yè)的發(fā)展,對金屬的依賴越來越強(qiáng),所以人 們大量發(fā)展開采業(yè)。隨著金屬的開采,一些有毒元素 (砷、硒)伴隨主要金屬元素被開發(fā)出來,但這些并未被 人們所采出,而是排放到了工業(yè)廢水中。由于砷和硒 為人體非必要元素,如果攝入量過多,很難全部通過人 體的免疫功能排放出來,從而逐漸在人體內(nèi)積累,導(dǎo)致 慢性砷中毒,損害人體的消化、神經(jīng)系統(tǒng),引起皮膚病 變,甚至皮膚癌;硒過量時,會導(dǎo)致認(rèn)脫發(fā)、脫甲、四肢 發(fā)麻等病癥。所以對水體中砷、硒含量的測量已是 刻不容緩的任務(wù)。
人們已經(jīng)對砷、硒傳測量方法進(jìn)行了大量的研究, 如分光光度法、石墨爐原子吸收法、原子熒光光譜法 等,其中原子熒光光譜法具有干擾少、靈敏度高、簡便 快捷、多元素同時測定等優(yōu)點(diǎn),是目前測砷、硒最 好的方法之一。本研究利用AFS雙道原子熒 光光度計(jì),聯(lián)合測定地下水樣中砷和硒,該試驗(yàn)具有樣 品一次性前處理,操作快速、簡便、靈敏度高、基體干擾 少、節(jié)省試劑,同時,本方法利用自動進(jìn)樣技術(shù),減少了 人為誤差,校準(zhǔn)曲線的線性更好,測定的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性更 好,能滿足工業(yè)廢水中砷、硒的測定。
1.實(shí)驗(yàn)部分
1.1主要儀器和試劑
雙道原子熒光光度計(jì)和自動進(jìn)樣器。
硫脲(分析純)、氬氣(純度>99.99% )、高氯酸、硝 酸、鹽酸優(yōu)級純、去離子水、KBH4 (分析純)、KOH(分析 純)。
1.2實(shí)驗(yàn)部分
1.2.1載流劑稀鹽酸溶液的配制:
準(zhǔn)確移取20mL、濃度為36.5%鹽酸溶于去離子水 中,然后轉(zhuǎn)移到500mL容量瓶中加水稀釋定容(現(xiàn)配現(xiàn)用)。
1.2.2還原劑溶劑KOH - KBHt的配制:
準(zhǔn)確稱量0. 50g KBH4,. 25g KOH,把稱量好的 KOH溶于50mL去離子水中,再加入硼氫化鉀,攪拌溶 解后,轉(zhuǎn)入500mL容量瓶中,稀釋成濃度為1.0mg/ mL KBH4和0.5mg/mL KOH混合液(現(xiàn)配現(xiàn)用)。
1.2.3硒和砷標(biāo)準(zhǔn)溶液配制與測定 將硒和砷的標(biāo)準(zhǔn)液逐步稀釋為25 pg/L溶液 50mL,然后分別量取0. 0.1、. 0.2、. 0.4、. 0.8、. 0硒和砷的 標(biāo)準(zhǔn)液和1.0mL鹽酸加到25mL比色管中然后加入2. 0mL 10. 0%硫脲-10. 0%抗壞血酸,并分別稀釋至 25mL,放置20分鐘,分別測定硒和砷的吸光度,再求取 其標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.2.4水樣預(yù)處理:
取12.5 mL待測水樣于25mL比色管中,加入剛配 制好的鹽酸溶液1. 0mL,再加入2. 0mL10. 0%硫脲- 10.0%抗壞血酸,用超純水稀釋至刻度,搖勻,放置20 分鐘,在工作條件下,進(jìn)行測定。
2結(jié)果與討論 2.1.1砷和硒的標(biāo)準(zhǔn)曲線 根據(jù)砷和硒的標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行稀釋的溶液測定它們的 吸光度,作標(biāo)準(zhǔn)曲線圖1。
2.1.2砷和硒的標(biāo)準(zhǔn)曲線
圖1砷的標(biāo)準(zhǔn)曲線
圖2硒的標(biāo)準(zhǔn)曲線
由圖1和圖2可以看出,砷、硒的吸收曲線呈現(xiàn)線 性關(guān)系,F(xiàn)測定水樣,測定數(shù)據(jù)如下:
2.2 AFS-930型雙道原子熒光光度計(jì)參數(shù)的選取
2.2.1 負(fù)高壓
增大光電倍增管的負(fù)高壓,儀器的靈敏度增大相 對增大,對測量數(shù)據(jù)有利,但同時也帶來了一些負(fù)面的 影響,如噪音信號、空白相應(yīng)增大,影響測量的的效果。 如果負(fù)高壓過低,熒光的強(qiáng)度值不穩(wěn)定,不易測定出準(zhǔn) 確的結(jié)果。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn),當(dāng)負(fù)高壓為260V,信號穩(wěn)定,靈敏度較高,因此將負(fù)高壓設(shè)定為260V。
2.2.2燈電流
通過試驗(yàn),隨著硒、砷陰極燈電流的熒光信號強(qiáng)度 增大,噪音信號、空白隨之增大。當(dāng)燈電流比較低時, 所測定的熒光強(qiáng)度值低而不穩(wěn);過高則燈的使用壽命 縮短。通過反復(fù)試驗(yàn),測定砷的燈電流設(shè)定為60mA、 硒燈的電流設(shè)定為80mA。
2.2.3載流劑的影響
在幾種常用的酸(鹽酸、硫酸和硝酸)中,硫酸和硝 酸均為氣化性酸,在本測定砷和硒的原理試驗(yàn)中,砷、 硒分別以正三價和正四價與硼氫化鉀作用,氣化性酸 在反應(yīng)中不提供電子,不利于砷、硒還原,因此使用它 們將使測定的靈敏度降低,故硫酸和硝酸不能作為測 定的載流體。因此在該測定試驗(yàn)中,以鹽酸作為載流 是比較理想的選擇,而且鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對測定結(jié)果 影響不大。結(jié)果表明,鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%以上時,測 量的靈敏度較大,故選擇鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%。
2.2.4硼氫化鉀的用量選擇 在砷和硒的測定中,硼氫化鉀與待測物化合成氫 化物,從理論上分析,硼氫化鉀濃度增大,則靈敏度相 應(yīng)增大。本試驗(yàn)分別以硼氫化鉀的濃度為0. 5%、 1.0% ,1.5%、. 0%、. 5%,對待測定 0. 2 μg/L ~ 8 pg/L砷、硒的混標(biāo)液進(jìn)行測定。結(jié)果表明,隨著硼氫 化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高,則測定的靈敏度也隨之升高,當(dāng)硼 氫化鉀濃度超過2%時,靈敏度隨硼氫化鉀用量增大, 上升幅度趨于平緩,所以從經(jīng)濟(jì)角度考慮,選擇硼氫化 鉀質(zhì)濃度為2.0%。
2.2.5共存離子的干擾
在利用原子熒光法進(jìn)行測定As和S過程中,在 水樣中主要存在的干擾離子是陽離子Zn2+、Ca2+、 Cu2+ ,Co2+ ,Ni2+、Ag+ ,Hg2+等以及形成氫化物元素之 間的相互影想等。這些陽離子的存在,一定程度上影 響測量的準(zhǔn)確性。在該試驗(yàn)中所加入的硫脲-抗壞血 酸體系,除了起到還原劑的作用外還可以對陽離子起 到掩蔽作用,提高了測量的準(zhǔn)確性。因此,一般的水樣 中陽離子存在,在本方法的測定條件下,可以忽略產(chǎn)生 干擾,其他常見的陰離子沒有干擾。
2.2.6濃度和精密度試驗(yàn)
砷按照 GSB. 07 - 1275 - 2000, 100mg/L,硒按照GSB. 07 - 1253 -2000,100mg/L,取按 10mL 樣品以 5% 的鹽酸的稀釋至250mL,在比色管中分別加人砷標(biāo)樣 和10mL硒標(biāo)樣,再加入2mL硫脲,用去離子水稀釋定 容后,在儀器上再做一系列稀釋實(shí)驗(yàn)測定,結(jié)果表明, 砷和硒標(biāo)樣測定都符合要求,相對測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差均 小于5 %,符合質(zhì)量監(jiān)控要求。實(shí)際樣品預(yù)處理后進(jìn) 行測定,結(jié)果表明,此砷的加標(biāo)回收率為96% ~ 107% 硒的加標(biāo)回收率為92% ~109%。
3結(jié)論
氫化物-原子熒光法具有靈敏度高、快速、準(zhǔn)確的 特點(diǎn),可用于工業(yè)廢水中痕量砷、硒的測定,尤其適用 于大批量水樣的測定。砷和硒的檢出限分別為0.20μg/L和 0.13μg/L,加標(biāo)回收率為 96% ~ 107%,硒 的加標(biāo)回收率為92% ~ 109%。