淺析應(yīng)用AFS－830型雙道原子熒光法測定廢水中砷和硒

梁志華

（高要市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，廣東 高要 526100）

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

AFS－830雙道原子熒光光度計(jì)(北京吉天儀器有限公司)，砷、硒高性能空心陰極燈。

1.2 工作條件

基于燈電流、光電倍增管負(fù)高壓、載氣流量、屏蔽氣流量、原子化器高度和反應(yīng)介質(zhì)等對分析靈敏度、精密度和準(zhǔn)確度影響很大，所以對儀器工作條件進(jìn)行了優(yōu)化，最佳工作條件為：負(fù)高壓270V，砷燈電流40mA，硒燈電流80mA，原子化器高度 8mm，載氣流量 400mL·min-1，屏蔽氣流量1000mL·min-1，分析信號為峰面積，讀數(shù)時(shí)間10s，延遲時(shí)間1.5s。

1.3 試劑

砷標(biāo)準(zhǔn)溶液：100mg·L-1(中國環(huán)境保護(hù)局標(biāo)樣研究所購買)，使用時(shí)，用10%的鹽酸逐級稀釋成200μg·L-1的使用液。

硒標(biāo)準(zhǔn)溶液：100mg·L-1(中國環(huán)境保護(hù)局標(biāo)樣研究所購買)，使用時(shí)，用10%的鹽酸逐級稀釋成50μg·L-1的使用液。

氫氧化鈉溶液(5g·L-1)：稱取 1g氫氧化鈉溶于純水中,稀釋至200mL。

硼氫化鉀溶液(20g·L-1)：稱取硼氫化鉀4.0g溶于200mL5g·L-1的氫氧化鈉溶液中，混勻。

載流：5%鹽酸溶液，取50mL濃鹽酸，用純水稀釋至1000mL。

三氯化鐵溶液(Fe3+10mg·mL-1)：稱取4.83gFeCl3·6H2O溶于100mL水中。

硫脲+抗壞血酸溶液：稱取5.0g硫脲加約80mL純水,溶解后加入5.0g抗壞血酸，稀釋至100mL。

所用試劑純度鹽酸為工藝超純，其余為分析純，測定用水為去離子水或同等純度的水。

1.4 樣品前處理及測定

取50mL廢水樣于100mL錐形瓶中，加入HNO3-HClO4(4+1)5mL，于電熱板上加熱至冒白煙后，取下冷卻，再加5mLHCl(1+1)加熱至黃褐煙冒盡，冷卻后用水轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，定容至刻度。同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。取10mL消解后的樣品于25mL比色管中，分別往樣品、空白及標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入0.5mL三氯化鐵溶液，搖勻，再加2mL濃鹽酸，1mL硫脲抗壞血酸溶液，混勻。放置 15～20min。以 20g·L-1硼氫化鉀溶液作為還原劑，5%鹽酸溶液作載流，按照優(yōu)化的儀器工作條件測定熒光強(qiáng)度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線計(jì)算樣品含量。

表1 不同掩蔽劑消除干擾結(jié)果

表2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定

表3 樣品測定結(jié)果

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器條件選擇

儀器條件以單獨(dú)測定砷、硒的條件為基礎(chǔ)，同時(shí)考慮廢水中硒的濃度較低，砷的測定較穩(wěn)定、燈的壽命、儀器的穩(wěn)定性等多種因素，經(jīng)試驗(yàn)選擇儀器條件為：負(fù)高壓270V，砷燈電流40mA，硒燈電流80mA，原子化器高度8mm，載氣流量400mL·min-1，屏蔽氣流量 1000mL·min-1，分析信號為峰面積，讀數(shù)時(shí)間10s，延遲時(shí)間1.5s。在此條件下砷、硒測定響應(yīng)值較高且儀器穩(wěn)定。

2.2 樣品前處理及干擾的消除

氫化物發(fā)生原子熒光法的干擾主要有液相干擾和氣相干擾，溶液中的干擾是由于干擾成分優(yōu)先還原成其它價(jià)態(tài)或金屬，它能引起共沉淀，吸附氫化物并使其接觸分解以致使氫化物發(fā)生減慢或完全停止。

氣相干擾是由于揮發(fā)性氫化物引起的，一般是指可形成氫化物元素之間在傳輸及原子化過程中的相互干擾。氫化物發(fā)生原子熒光法測定廢水水樣，必須進(jìn)行前處理，消除干擾。水樣經(jīng)HNO3·HClO4消解后，可消除硫化物等還原性物質(zhì)和部分有機(jī)物的干擾，但金屬離子的干擾不能消除。該方法的主要干擾離子有Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag+、Hg+，其它常見陰陽離子沒有干擾。10mg·L-1Co、15mg·L-1Hg、0.5mg·L-1Ag、1000mg·L-1Fe3+等在加入硫脲+抗壞血酸后，沒有干擾。廢水中 Co2+、Ag+、Hg+濃度都不高，在此濃度以下。本試驗(yàn)重點(diǎn)針對 Cu2+、Ni2+的干擾進(jìn)行試驗(yàn)，在 20μg·L-1As10μg·L-1Se標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入主要干擾離子 100mg·L-1Cu 和 300mg·L-1Ni，分別加入不同的掩蔽劑，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1可見，硫脲+抗壞血酸和鐵氰化鉀基本不能消除的干擾，EDTA有一定作用，但效果不理想，加三氯化鐵掩蔽效果最好，能同時(shí)消除測定砷硒的干擾，試驗(yàn)選用加入三氯化鐵消除干擾。

2.3 預(yù)還原劑用量的選擇

廢水中的砷主要以As(Ⅴ)和As(Ⅲ)存在，硒以 Se(Ⅳ)和 Se(Ⅵ)存在，為使 As(Ⅴ)轉(zhuǎn)化成 As(Ⅲ)、Se(Ⅳ)轉(zhuǎn)化成 Se(Ⅵ)，需加入一定體積的硫脲+抗壞血酸溶液作預(yù)還原劑，同時(shí)硫脲+抗壞血酸還能起掩蔽作用。以 20μg·L-1As10μg·L-1Se標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入主要干擾元素100mg·L-1Cu和300mg·L-1Ni進(jìn)行試驗(yàn)，并同時(shí)加入 Fe3+，分別加入不同體積的硫脲+抗壞血酸溶液，測定熒光強(qiáng)度。試驗(yàn)得出，加1mL硫脲+抗壞血酸溶液，已能足夠還原樣品，多加熒光強(qiáng)度基本不變，試驗(yàn)選用加入1mL硫脲+抗壞血酸溶液。

2.4 鹽酸濃度的選擇

鹽酸濃度的選擇不應(yīng)只在純?nèi)芤褐羞x擇，應(yīng)考慮廢水中成分復(fù)雜，有各種干擾因素，干擾情況與選用的酸度有關(guān)，適當(dāng)增加酸度可較好地克服某些金屬的干擾。我們選用 20μg·L-1As10μg·L-1Se標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入主要干擾元素50mg·L-1Cu和300mg·L-1Ni，并同時(shí)加入 Fe3+抑制干擾，加入不同體積的鹽酸，測定熒光強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)加入鹽酸體積為1～3mL時(shí)，熒光強(qiáng)度最大且穩(wěn)定。因樣品中已加酸處理，考慮節(jié)約成本，易于操作，故試驗(yàn)選用加入2mL鹽酸。

2.5 硼氫化鉀濃度的選擇

硼氫化鉀濃度對砷、硒的測定有明顯的影響，且硼氫化鉀的濃度愈大愈容易引起液相干擾。因此試驗(yàn)采用 5g·L-1，10g·L-1，15g·L-1，20g·L-1，30g·L-1，50g·L-1的硼氫化鉀作濃度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果得出，測定砷、硒在硼氫化鉀濃度低，還原能力不夠，熒光強(qiáng)度值低，隨硼氫化鉀濃度增大，熒光強(qiáng)度值逐漸增大。當(dāng)硼氫化鉀濃度為15～20g·L-1，熒光強(qiáng)度基本不變，硼氫化鉀濃度進(jìn)一步增加而熒光強(qiáng)度卻下降，這是由于高濃度的硼氫化鉀與酸反應(yīng)產(chǎn)生大量氫氣，稀釋了待測元素氫化物濃度，造成熒光強(qiáng)度下降，試驗(yàn)選擇硼氫化鉀的濃度為20g·L-1可滿足同時(shí)測定砷、硒的條件。

2.6 樣品測定及回收率試驗(yàn)

按試驗(yàn)方法對測定環(huán)境標(biāo)樣研究所的標(biāo)準(zhǔn)樣品和實(shí)際水樣進(jìn)行測定，同時(shí)進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。結(jié)果見表2、表3。

結(jié)語

AFS－830型雙道原子熒光法測定水中砷和硒具有靈敏度高、檢出限低、儀器價(jià)格相對較低和操作方便等優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠快速、準(zhǔn)確地測定工業(yè)廢水中的砷和硒，而且可以減少操作人員的工作量，提高工作效率，是一種可行性較高的測定方法，具有良好的發(fā)展前景。

[1]李芳.氫化物發(fā)生-原子熒光法同時(shí)測定飲用水中微量砷和硒 [J].浙江預(yù)防醫(yī)學(xué)，2007（10）.

[2]李淑嬈，陳曉博.應(yīng)用AFS-830型雙道原子熒光光度計(jì)同時(shí)測定水中砷、硒[J].黑龍江環(huán)境通報(bào)，2006年（02）.