秦曉鵬 ，吳 鍇 ，陶福棠 ，李 凱

（1.東莞市華清凈水技術(shù)有限公司，廣東東莞 523210；2.太倉(cāng)市新星輕工助劑廠；3.深圳市中潤(rùn)水工業(yè)技術(shù)發(fā)展有限公司）

氫化物發(fā)生－原子熒光技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展較快的一種新的分析技術(shù)，具有靈敏度高、干擾少、線性范圍寬、可多元素同時(shí)分析等特點(diǎn)［1］。關(guān)于砷、汞的原子熒光光譜法聯(lián)合測(cè)定已有報(bào)道，但未見在生活飲用水用聚氯化鋁中應(yīng)用。筆者用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法對(duì)生活飲用水用聚氯化鋁中的砷和汞進(jìn)行同時(shí)測(cè)定，結(jié)果令人滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

儀器：AFS-2202E雙道原子熒光光度計(jì)。

試劑：1）砷標(biāo)準(zhǔn)使用液（0.1 μg/mL）。 吸取 5 mL質(zhì)量濃度為1 mg/mL的砷（國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院）標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于50 mL容量瓶中，用體積分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸稀釋至刻度，混勻。再?gòu)闹邪?0%逐級(jí)稀釋2次，此時(shí)溶液中砷質(zhì)量濃度為1.0 μg/mL。再吸取5 mL上述溶液置于50 mL容量瓶中，用體積分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸稀釋至刻度，混勻，此溶液為砷標(biāo)準(zhǔn)使用液，質(zhì)量濃度為0.1 μg/mL。以上4種溶液保存于冰箱中。

2）汞標(biāo)準(zhǔn)使用液（0.1 μg/mL）。 吸取 5 mL 質(zhì)量濃度為1 mg/mL的汞（國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院）標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于50 mL容量瓶中，用體積分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸、質(zhì)量濃度為0.5 g/L重鉻酸鉀稀釋至刻度，混勻。再按10%逐級(jí)稀釋2次，此時(shí)溶液中汞質(zhì)量濃度為1.0 μg/mL。再吸取5 mL上述溶液置于50 mL容量瓶中，用體積分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸、質(zhì)量濃度為0.5 g/L重鉻酸鉀稀釋至刻度，混勻，此溶液為汞標(biāo)準(zhǔn)使用液，質(zhì)量濃度為0.1 μg/mL。以上4種溶液保存于冰箱中。

3）砷、汞混合標(biāo)準(zhǔn)系列。取100 mL容量瓶6個(gè)，依次加入 0.1 μg/mL 砷標(biāo)準(zhǔn)使用液 10.0、8.0、6.0、4.0、2.0、0.0 mL， 再依次加入 0.1 μg/mL 汞標(biāo)準(zhǔn)使用液 2.0、1.6、1.2、0.8、0.4、0.0 mL，各加入 10 mL 鹽酸、10 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫脲溶液，加入高純水定容，混勻備測(cè)。添加標(biāo)液時(shí)從高濃度開始添加，可降低操作引起的誤差。標(biāo)準(zhǔn)溶液使用時(shí)現(xiàn)配。

4）氫氧化鉀溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%）。稱取2 g氫氧化鉀（優(yōu)級(jí)純），溶于1000 mL高純水中，混勻，若有沉淀，過(guò)濾后使用。

5）硼氫化鉀（KBH4）溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1.5%）。稱取15 g硼氫化鉀（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，優(yōu)級(jí)純），溶于1000 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的氫氧化鉀溶液中，放置冰箱中可存放2～4 d。

6）硫脲溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%）。稱取10 g硫脲溶于100 mL容量瓶中，用高純水定容，放置冰箱中可存放7 d。

7）鹽酸（優(yōu)級(jí)純）、水為高純水（水質(zhì)電阻率5～10 MΩ·m）。

1.2 樣品預(yù)處理

稱取液體聚氯化鋁5.0 g、固體聚氯化鋁2.5 g，置于燒杯中，加入鹽酸（1+1）3 mL，加熱溶解樣品，冷卻后以水定容至100 mL，搖勻。從容量瓶中吸取5 mL溶液轉(zhuǎn)移至50 mL比色管中，加入5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫脲溶液、5 mL鹽酸，加高純水定容至50 mL，放置30 min后測(cè)定。同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

在樣品預(yù)處理中，根據(jù)聚氯化鋁中砷和汞含量的高低，可以將稀釋倍數(shù)提高或降低，使測(cè)出結(jié)果在儀器測(cè)定范圍內(nèi)。

1.3 儀器工作條件

主要儀器參數(shù)：光電倍增管負(fù)高壓280 V；原子化器高8 mm；砷空心陰極燈電流50 mA；汞空心陰極燈電流25 mA；載氣流量400 mL/min；屏蔽氣流量900 mL/min；讀數(shù)時(shí)間 16.0 s；延遲時(shí)間 1.0 s。

1.4 樣品測(cè)定

開機(jī)后設(shè)定好儀器條件并預(yù)熱30 min，輸入必要參數(shù)，先測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后轉(zhuǎn)入樣品空白及樣品溶液的測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 KBH4濃度的影響

KBH4具有強(qiáng)還原性，選擇KBH4作為還原劑時(shí)KBH4的濃度對(duì)砷、汞的測(cè)定有影響。保持其他條件不變，在KBH4質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.0%、1.5%、2.0%、2.5%條件下測(cè)定砷、汞混合標(biāo)準(zhǔn)溶液最高點(diǎn)的熒光強(qiáng)度，結(jié)果見表1。表1結(jié)果表明，隨著KBH4質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大汞熒光強(qiáng)度逐漸減弱、砷熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。這是因?yàn)?，汞不形成氫化物，只是被還原成氣態(tài)的汞，若KBH4濃度過(guò)大，其產(chǎn)生過(guò)多的氫氣反而會(huì)稀釋汞的濃度。選擇KBH4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%時(shí)可同時(shí)滿足砷、汞的測(cè)定。

表1 KBH4質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)熒光強(qiáng)度的影響

2.2 氫氧化鉀濃度的影響

為保持硼氫化鉀溶液的穩(wěn)定性，可在溶液中加入氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液。以氫氧化鉀溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.2%、0.5%、0.8%時(shí)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液最高點(diǎn)的熒光強(qiáng)度，結(jié)果見表2。由表2可以看出，隨著氫氧化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大砷、汞的熒光強(qiáng)度降低。這是因?yàn)椋瑲溲趸涃|(zhì)量分?jǐn)?shù)增大降低了反應(yīng)的酸度，使硼氫化鉀的穩(wěn)定性降低。因此選擇氫氧化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%。

表2 氫氧化鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)熒光強(qiáng)度的影響

2.3 酸及酸度的選擇

根據(jù)相關(guān)資料選用鹽酸作介質(zhì)，因?yàn)橄跛嵊胸?fù)干擾作用，有可能被樣品機(jī)體還原成亞硝酸根，降低預(yù)還原劑的作用［2-3］。試驗(yàn)表明，在鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%～10%時(shí)砷、汞的熒光強(qiáng)度隨鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而不斷增加，在鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)達(dá)到最大，但隨著鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的繼續(xù)增加汞的熒光強(qiáng)度有所下降。故選擇鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。

2.4 載氣和屏蔽氣的影響

載氣流量對(duì)測(cè)定砷、汞的熒光強(qiáng)度存在一定的影響。載氣是將生成的氫化物帶入原子化器室進(jìn)行原子化。為保證砷或汞的氫化物有足夠的停留時(shí)間，載氣流量要適當(dāng)。為選擇最佳載氣流量，實(shí)驗(yàn)保持其他條件不變，改變載氣流量，測(cè)定相應(yīng)的熒光強(qiáng)度，結(jié)果見表3。表3結(jié)果表明，隨著載氣流量的不斷增大，砷、汞的熒光強(qiáng)度不斷降低。這是因?yàn)?，過(guò)高的載氣流量稀釋了氫化物濃度，并使其在光路上的停留時(shí)間縮短［4］。當(dāng)載氣流量為300 mL/min時(shí)工作曲線不穩(wěn)定，因此選擇載氣流量為400 mL/min。屏蔽氣可防止外界空氣進(jìn)入原子化器，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)屏蔽氣流量對(duì)熒光強(qiáng)度影響不大，故實(shí)驗(yàn)選擇屏蔽氣流量為900 mL/min。

表3 載氣流量對(duì)熒光強(qiáng)度的影響

2.5 預(yù)還原劑的選擇

據(jù)文獻(xiàn)資料，溶液中加入硫脲能使5價(jià)砷還原為3價(jià)砷，且硫脲對(duì)其他金屬離子有掩蔽作用，能降低金屬離子和硝酸根的干擾［5］。實(shí)驗(yàn)可采用硫脲、硫脲-抗壞血酸作為預(yù)還原劑。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)選用硫脲與選用硫脲-抗壞血酸作預(yù)還原劑對(duì)測(cè)定液體聚氯化鋁和固體聚氯化鋁有同等的效果。實(shí)驗(yàn)選用硫脲作為預(yù)還原劑，硫脲質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%。

2.6 工作曲線、檢出限、精密度

在儀器工作條件下，測(cè)定砷、汞系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的熒光強(qiáng)度，按測(cè)試方法平行進(jìn)行11次空白試驗(yàn)，以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以工作曲線的斜率求得砷、汞的檢出限，連續(xù)測(cè)定 10 μg/L砷、2 μg/L汞標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的熒光強(qiáng)度，得出其精密度，結(jié)果見表4。

表4 工作曲線、檢出限、精密度

2.7 回收率

向4個(gè)聚氯化鋁樣品中加入砷、汞的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，樣品分析結(jié)果及回收率見表5。

表5 樣品分析結(jié)果及回收率

3 結(jié)論

用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法同時(shí)測(cè)定聚氯化鋁中的砷、汞。該方法與原子吸收分光光度法相比其靈敏度高、檢出限低，樣品處理簡(jiǎn)單、可減少工作量、提高工作效率，儀器造價(jià)低。

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