原子熒光光譜法測定復(fù)混肥中砷的研究

楊明妍，季汝泉（安徽省化工研究院，安徽合肥230041）

原子熒光光譜法測定復(fù)混肥中砷的研究

楊明妍，季汝泉
（安徽省化工研究院，安徽合肥230041）

摘要：采用原子熒光光譜法測定復(fù)混肥中的砷。樣品經(jīng)硝化后，加入鹽酸溶液及硫脲溶液，以鹽酸溶液為載流，硼氫化鉀為還原劑，采用非色散原子熒光光度計測定。試驗證明，該方法的準(zhǔn)確度和精密度均較高，滿足分析測定的要求。

關(guān)鍵詞：復(fù)混肥；砷；原子熒光光譜法

砷是危害人體的有害元素之一，三價砷會抑制含- SH的酵素，五價砷會在許多生化反應(yīng)中與磷酸競爭，因其鍵結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，會很快水解而導(dǎo)致高能鍵（如ATP）的消失。氫化砷被吸入人體后會很快與紅血球結(jié)合并造成不可逆的細(xì)胞膜破壞。低濃度時氫化砷會造成溶血，高濃度時則造成多器官的細(xì)胞毒性。此外，砷還有一定的致癌性，慢性砷攝入與皮膚癌密切相關(guān)，也可能和肺癌、肝癌、膀胱癌、腎臟癌、大腸癌有關(guān)。

復(fù)混肥是常用肥料之一。當(dāng)肥料施用于農(nóng)作物中，肥料中的砷不僅通過食物鏈進入人體，而且會對環(huán)境造成污染，因而有效地控制復(fù)混肥中的砷是減少危害的重要途徑，建立一套快速準(zhǔn)確測定復(fù)混肥中砷的分析方法是其中非常重要的環(huán)節(jié)。目前國標(biāo)法中采用二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法和砷斑法進行測定[1]，所需試劑較多，步驟繁瑣。本文采用原子熒光光譜法測定，準(zhǔn)確度高，且大大簡化了分析步驟。

1　實驗部分

1.1儀器及主要工作參數(shù)

PF6- 2型非色散原子熒光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；砷空心陰極燈（北京曙光電子光源儀器有限公司）。儀器主要工作參數(shù)見表1。

表1　儀器主要工作參數(shù)

1.2試劑及標(biāo)準(zhǔn)溶液

試劑：硝酸（優(yōu)級純）；鹽酸（優(yōu)級純）。

砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液（100μg/mL）：中國計量科學(xué)研究院。

砷標(biāo)準(zhǔn)溶液（20μg/L）：將砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液按一定比例稀釋后，加入10mL硫脲（5%，m/V）溶液、4mL鹽酸（1+1，V/V）溶液，加水至刻度，混勻。

其它溶液及材料：鹽酸溶液（1＋1，V/V）；鹽酸溶液（2%，V/V）；硫脲溶液（5%，m/V）；硼氫化鉀溶液[1.5% （m/V)，以0.5%（m/V）氫氧化鉀溶液配制]；高純氬氣（純度≥99.999%）。

試驗用水為二次蒸餾水。

1.3工作曲線的繪制

本法所用原子熒光光度計帶有自動稀釋功能，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)母液濃度為20μg/L，以2%（V/V）鹽酸溶液為載流，1.5%（m/V）硼氫化鉀溶液為還原液，分別測定2.0μg/L、4.0μg/L、8.0μg/L、16.0μg/L、20.0μg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光值，見表2。

表2　砷標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

砷標(biāo)準(zhǔn)工作曲線線性方程為y=189.73c- 27.189，相關(guān)系數(shù)r＝0.9999，線性關(guān)系良好，見圖1。

1.4樣品處理與測定[2]

稱取試樣0.5～2g（精確至0.0002g），置于100mL燒杯中，加入15 mL鹽酸、5mL硝酸，蓋上表面皿，在電熱板上緩慢加熱15min后，移開表面皿繼續(xù)加熱，蒸發(fā)至近干。冷卻后，加入20mL鹽酸，加熱，趕盡硝酸，過濾，合并濾液入100 mL容量瓶中，取一定體積的濾液于100 mL容量瓶中，依次加入10mL硫脲溶液（5%，m/V）、4mL鹽酸溶液（1+1，V/V），加水至刻度，混勻待測，同時作空白試驗。

圖1　砷標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

同1.3中工作曲線測定相同的條件下用原子熒光光譜法測定其熒光值。根據(jù)工作曲線圖1得出砷的質(zhì)量濃度，按式（1）計算樣品中砷的含量。

式中：w—復(fù)混肥樣品中砷的含量，mg/kg；c—由測定的熒光值從標(biāo)準(zhǔn)曲線中查得砷的質(zhì)量濃度，μg/L；V—吸取的濾液體積，mL；m—復(fù)混肥樣品的質(zhì)量，g。

1.5樣品測定結(jié)果

試驗中分別選取兩種復(fù)混肥樣品作為待測樣品，測定結(jié)果如表3，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5.0%，符合分析要求。

表3　復(fù)混肥樣品測定結(jié)果

2　結(jié)果與討論

2.1儀器條件的選擇

燈電流和負(fù)高壓的增大會使熒光值增加，檢測限降低，同時噪聲值也隨之增大，穩(wěn)定性降低。由于本試驗中待測復(fù)混肥樣品中砷的含量較低，需要儀器的檢測濃度較小，所選用的儀器穩(wěn)定性較好，故采用負(fù)高壓為280V，燈電流為50mA。氬氣既作載氣也作屏蔽氣，載氣流量300 mL/min，屏蔽氣流量600 mL/min，達到測定要求。

2.2硫脲的濃度

硫脲的作用是將試樣中的五價砷預(yù)還原為三價砷[3]，其加入量的多少會影響其中砷被還原的程度。經(jīng)試驗測定，在試樣溶液中加入10mL 5%的硫脲溶液，滿足試驗要求。

2.3鹽酸濃度的選擇

試驗中鹽酸溶液既是載流溶液，又用于提供酸度，現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中提出鹽酸的濃度為2%（V/V），本試驗經(jīng)過測定后，確定2%（V/V）的鹽酸溶液可以滿足氫化發(fā)生的要求，而且重現(xiàn)性較好。

表4　加標(biāo)回收試驗結(jié)果

2.4硼氫化鉀的濃度

硼氫化鉀作為還原劑直接影響熒光強度[4]，且是氫化反應(yīng)的主要反應(yīng)物，是將砷元素轉(zhuǎn)化為砷化氫的關(guān)鍵物質(zhì)，經(jīng)過試驗確定1.5%（m/V）硼氫化鉀（0.5%，m/V氫氧化鉀溶液配制）溶液能夠滿足測定要求。

2.5回收率的測定

在樣品中分別加入不同濃度的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液進行回收率試驗，結(jié)果見表4。

表4表明，該方法的添加回收率為96.2%～105.0%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2.0%，能夠滿足分析測定的要求。

3　結(jié)論

原子熒光光譜法具有靈敏、精確和線性范圍寬的特點[5]。本文建立了原子熒光光譜法測定復(fù)混肥中砷的分析方法，并討論了儀器條件、硫脲、鹽酸和硼氫化鉀用量對分析測試的影響。試驗結(jié)果表明，儀器條件選擇為負(fù)高壓280V，燈電流50mA，載氣流量300 mL/min，屏蔽氣流量600 mL/min；載流為2%（V/V）鹽酸溶液，還原溶液為1.5%（m/V）硼氫化鉀（以0.5%，m/V氫氧化鉀溶液配制）溶液；標(biāo)準(zhǔn)溶液和試樣溶液中均加入10mL硫脲溶液（5%，m/V）及4mL鹽酸溶液（1＋1，V/V），準(zhǔn)確度較高，滿足分析測定的要求。本試驗中對不同復(fù)混肥樣品進行了砷含量測定及添加回收率的測定，其結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2.0%，添加回收率為96.2%～105.0%，準(zhǔn)確度和精密度均較高。

參考文獻

[1]GB/T23349- 2009.肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)[S].

[2]GB/T8571- 2008.復(fù)混肥料實驗室樣品制備[S].

[3]孫又寧.氫化發(fā)生-原子熒光光譜法同時測定肥料中砷、汞的研究[J].土壤肥料，2006（1）：44- 47.

[4]徐玉梅，李春，褚敬東，等.氫化發(fā)生-原子熒光光譜法測定肥料中砷[J].光譜儀器與分析，2005（2）：31- 34.

[5]李安模，魏繼中.原子吸收及原子熒光光譜分析[M].北京:科學(xué)出版社，2002：2.□

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2015.01.027

中圖分類號：O657.31

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1008- 553X（2015）01- 0093- 03

收稿日期：2014- 09- 05

作者簡介：楊明妍（1981-），女，工程師，主要從事化工產(chǎn)品質(zhì)量檢測工作，13505613292，529752823@qq.com。