用AFS—230型双道原子荧光光度计同时测定水中砷、硒的方法

资源与环境工程专辑2000年5月

桂林工学院学报

JOUR NAL OF GUILI N I NSTITU TE OF TECHN OLO GY

Vol.20Sup.

May　2000

文章编号　1006-544X(2000)Sup.-0083-03

用AFS—230型双道原子荧光光度计

同时测定水中砷、硒的方法

蒙亦兵　别瑞敏

(桂林市自来水公司水质科,广西桂林　541002)

摘　要　主要探讨应用AFS—230型双道原子荧光光度计同时测定水中砷和硒的技术。用

5%盐酸和1%硫脲-1%抗坏血酸混合试剂处理样品,并以1.5%硼氢化钠和0.2%氢氧化钠

为还原剂,在5%的盐酸介质中测定砷和硒。砷和硒的检出限分别为As:0.021μg/L,Se:

0.044μg/L。

关键词　荧光光度计;砷、硒测定;检出限

中图分类号　X830.2;O657.3 文献标识码　A

目前,生活饮用水中,对砷的测定,采用二乙氨基硫代甲酸银分光光度法、砷斑法、氢化物原子吸收法和荧光光度法,硒的测定采用二氢基萘荧光法、二氨基联胺分光光度法、氢化物原子吸收法和荧光光度法[1,2]。这些方法都是分别测定砷和硒,不仅操作繁琐,而且有些还不同程度引入对人体有害的有机溶剂,同时造成大量试剂的浪费。笔者在实践中探索了双道原子荧光光度计同时测定水中砷、硒的方法,取得了满意的结果。本方法具有一次消化样品便可同时测定砷、硒的含量,且操作简单、快速、基体干扰少、灵敏度高、分析结果稳定可靠、节省试剂等特点,适于配置有原子荧光光度计的单位对生活饮用水和水源水中砷、硒的同时测定。其测定原理是:在酸性条件下,砷、硒和硼氢化钠与酸产生的新生态的氢反应,生成氢化物气体。以惰性气体(氩气)为载体,将氢化物导入电热石英炉原子化器中进行原子化。以砷、硒特种空心阴极灯作激发光源,使砷、硒原子发出荧光,荧光强度在一定范围内与砷、硒含量成正比。

1　实验部分1.1　主要仪器和试剂

1.1.1　仪器　AFS—230型双道原子荧光光度计(北京海光,微机化系统),砷特种空心阴极灯(双阴极灯),硒特种空心阴极灯

1.1.2　载气　氩气(Ar)

1.1.3　试剂

(1)试验用水均为一般蒸馏水,试剂均为分析纯。

(2)砷标准贮备液(100μg/mL):称取0.1230g经105℃干燥2h的三氧化二砷(As2O3)于50mL烧杯中,加10mL氢氧化钠(40g/L)使之溶解,加5mL盐酸,转入1000mL容量瓶中定容,混匀。

(3)硒标准贮备液(100μg/mL):国家标准局购买。

(4)1%硫脲-1%抗坏血酸-5%盐酸混合液:在100mL蒸馏水中加入25mL盐酸,称取5g硫脲和5g抗坏血酸溶于其中,稀释至500mL。现用现配。

(5)1.5%硼氢化钠-0.2%氢氧化钠:称取0.8g氢氧化钠溶于200mL蒸馏水中,再称取6g 硼氢化钠溶于其中,稀释至400mL。现用现配。

2000-04-30收稿。

第一作者简介:蒙亦兵(1963-),女,广西桂林人,工程师,环境保护专业。

(6)3%盐酸载液:在300mL蒸馏水中加入15mL浓盐酸,稀释至500mL。

(7)砷、硒标准系列的配制:分别吸取砷、硒贮备液各1mL于100mL容量瓶中,用3%盐酸稀释至刻度,混匀。该溶液含砷和硒为1μg/mL。吸取该溶液5mL于50mL容量瓶中,用配制好的1%硫脲-1%抗坏血酸-5%盐酸混合液稀释至刻度,摇匀。此溶液含砷和硒为100ng/mL。

(8)工作曲线的绘制:分别吸取浓度为100 ng/mL的砷、硒标准液0.25,0.50,1.00,2.00, 3.00,4.00,5.00mL于50mL容量瓶中,用1%硫脲-1%抗坏血酸-5%盐酸混合液稀释至刻度,摇匀。制成含砷、硒浓度分别为0.5,1,2,4, 6,8,10μg/L的混合标准系列。

1.2　测定条件

仪器条件见表1,测量条件见表2,断续流动程序见表3。

表1　实验仪器条件

Table1　C ondition of test instrucm ent

项目仪　器　参　数

元素A道:As B道:Se 光电倍增管负高压/V300

原子化器温度/℃200

原子化器高度/m m8

灯电流/mA

A道:80

(主∶辐=50∶30)

B道:80

载气流量/(mL·min-1)400

屏蔽气流量/(mL·min-1)1000

表2　测量条件

Table2　Con dition of detection

项　目参数项　目参　数

读数时间/s10测量方式标准曲线法

延迟时间/s1读数方式峰面积

注入量/mL0.5重复次数2

2　结果与讨论

2.1　水样测定

样品预处理:在50mL容量瓶中加入20mL待测水样,加入2.5mL浓盐酸,再加入硫脲、抗坏血酸各0.5g,用该水样稀释至刻度,摇匀,放置20min。

将标准系列溶液和水样放入自动进样器中,开机后设定工作参数,待仪器稳定后,测定空白及标准系列,作工作曲线。按标准同样方法对样品进行测定,通过工作曲线可读出样品中被测元素含量。

表3　断续流动程序

Table3　Program of IFS

步骤

时间

A泵转速

/(r·m in-1)

B泵转速

/(r·min-1)

读数

110100100不读

216130130读数

在此测量条件下,砷、硒的标准曲线线性关系良好,砷的线性相关系数在0.9995～0.9999之间,而硒的线性相关系数在0.9998～1.000之间。

2.2　条件选择

灯电流选择:砷、硒同时测定时,二者的灯电流选择非常重要。由于砷是双阴极灯,其主、辐电流之比同样重要。实验中,若某一元素灯中电流稍大,另一元素的荧光强度便会抑止。通过实验,选择砷、硒灯电流都为80mA,砷灯主、辐电流之比为50mA比30mA。此条件既可满足需要又能延长灯的使用寿命。

硼氢化钠-氢氧化钠溶液浓度的选择:硼氢化钠的水溶液不大稳定,并且浓度越稀越不稳定,必须加入氢氧化钠以提高其稳定性。但氢氧化钠又不能加得过多,否则会急剧降低灵敏敏度,因其会降低反应时酸度。砷在2%的硼氢化钠和0.2%的氢氧化钠溶液中响应值最大,而硒在此条件下其灵敏度较低,因此,选择对二者都合适的1.5%硼氢化钠和0.2%氢氧化钠溶液作反应介质。负高压、原子化温度为仪器所推荐使用条件。实验表明砷、硒的荧光强度受许多因素影响,尤以负高压、原子化温度、灯电流、反应介质为甚。为方便日常水质分析,故通过优化试验选择和折中,得到目前采用的参数条件,而非单一元素的最佳条件。

2.3　样品分析

在两个50mL容量瓶中加入20mL本公司自来水,加入2.5mL浓盐酸,再加入硫脲、抗坏血酸各0.5g,然后分别加入0.08、0.25μg的砷和硒,用同样的自来水稀释至刻度,摇匀,放置20min。按本方法进行分析10次,结果见表4。

84桂　林　工　学　院　学　报 2000年

表4　样品分析结果

Table 4　Analytical results of real samples

分析项目

测定结果ρB /(μg ·L -1)平均结果/(μg ·L -1

)相对标准差C V /%回收率/%砷

1.54

1.581.571.561.65

1.56

1.681.631.591.641.60

2.9196～1055.10

4.944.88

5.225.125.085.154.904.974.965.032.3197～104硒

1.55

1.581.541.531.571.581.621.601.561.571.571.7296～1015.014.974.854.944.93

5.02

4.89

4.90

4.86

4.87

4.92

1.24

97～100

用4μg /L 砷、硒混合标准溶液,在同样条件下用统计测量法测定其荧光强度的标准偏差(SD )及相对标准偏差(RSD )。用同样的标准系列测定检出限(D L )。其结果为:砷:SD =9.48,R SD =0.85%,D L =0.021μg /L ;硒:SD =6.24,R SD =0.61%;D L =0.044μg /L 。

3　小结

3.1　注意事项

(1)在配制混合标准溶液时,若浓度较高(中间浓度),不可使用硫脲-抗坏血酸-盐酸混合液,一般只加盐酸即可。否则,对硒影响较大。 (2)标准溶液与水样酸度要保持一致。载液酸度可适当降低。

(3)配制硼氢化钠和氢氧化钠混合液时,要将硼氢化钠溶于氢氧化钠溶液中,前后次序不能出错。此溶液需现用现配。

(4)在样品参数设置中,应根据实际情况选

择体积体积比和质量体积比。本方法所用为体积

体积比47.5∶50。3.2　结论 (1)应用AFS —230型双道原子荧光光度计同时测定水中砷和硒,确定了各种最佳分析条件,

在严格的质量控制下,其测定结果满意。 (2)本方法具有一次性消化样品,可同时测定水中砷、硒含量,操作简单、快速、节省试剂等特点。

(3)用本方法测定生活饮用水和源水中的砷和硒,方法简单,检出限低,重现性好,可多元素同时测定。而自来水和原水在正常情况下砷、

硒的含量极低,因此本方法对于测定水中砷、硒,

是一种较理想的分析方法。

参　考　文　献

[1]　中国光光学会光谱专业委员会.AOAC 分析方法手册

(上册)[M ].1984年版,1986.[2]　GB 5750-85,生活饮用水标准检验法[S ]

METHOD OF SIMULTANEOUS DETERMINATION OF TRACE ARENIC

(AS )AND SELENIUM (SE )IN WATER BY USING THE AFS -230ATOMIC FLUORESCENCE SPECTR OMETER

Meng Yibing Bie Ruimin

(W ate r Quality D epartment ,G uilin Running W ate r Company )

A bstract The method of simulaneous determination of trace arsenic (As )and selenium (Se )in water by using the

AFS -230atomic fluorescence spectrometer is studied .The method is based on the reaction of arsenic (As )and sele -nium (Se )with sodium borohydride (NaB H 4)to for m the hydride gas in medium of 5%hydroc hloric acid (HCl )and 0.2%sodium hydroxide (NaOH ).The water sample was treated by 5%hydr ochloric acid (HCl )and 1%thiourea (H 2NC SNH 2)～1%ascorbic acid (C 6H 8O 6).The detection limit is As :0.021μg /L ,Se :0.044μg /L .Key words fluorescence spectrometer ;As and Se determination ;detection limit

第20卷　资源与环境工程专辑　蒙亦兵等:用AFS —230型双道原子荧光光度计同时测定水中砷、硒的方法