氢化物发生原子荧光法同时测定长江水中的砷和

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摘要：安徽工业大学学报第26卷第3期年7月文章编号：）（-0278-0-7872氢化物发生原子荧光法同时测定长江水中的砷和汞杨新安1，刘燎原1，王祥美1，朱兴江2，张王兵1（1.安徽工业大学化学与化

安徽工业大学学报第26卷第3期年7月文章编号：）（-0278-0-7872氢化物发生原子荧光法同时测定长江水中的砷和汞杨新安1，刘燎原1，王祥美1，朱兴江2，张王兵1（1.安徽工业大学化学与化工学院，安徽马鞍山；马鞍山市产品质量监督检验所，安徽马鞍山2.)摘要：通过氢化物发生原子荧光光谱法测定样品中砷、汞的含量，对各种实验参数进行了研究，确定了同时测定砷、汞两种元素的最佳条件。As(III),Hg(II)的线性范围分别为0~10μg/L和0~5μg/L，检出限分别为0.0028μg/L和0.0013μg/L，相对标准偏差分别为1.1%和1.8%(n=11)。利用本方法对长江马鞍山段水样进行了测定，汞元素污染情结果表明所取样水域未发生明显的砷、况。关键词：氢化物发生；砷；长江原子荧光；汞；中图分类号：O65文献标示码：Bdoi:10.3969/drideGenerationAtomicFluorescenceSpectrometryYANGXin-an1,LIULiao-yuan1,WANGXiang-mei1,ZHUXing-jiang2,ZHANGWang-bing1（1SchoolofChemistry&ChemicalEngineering,AnhuiUniversityofTechnology,Ma′anshan,China;2MaanshanProductsSupervision&InspectionInstitute,Ma′anshan,China）Abstract:Asimplemethodforthedete,werereducedtoAsH3andvaporHgbyNaBH4,μg/LAs(III)μg/LHg(II)inaqueoussolutionswereobtained,(n=11)for1μg/LAs(III)and0.5μg/LHg(II)were1.1%and1.8%,(MaAnShan):hydridegeneration;atomicfluorescencespectrometry;As;Hg;YangtzeRiver砷和汞是有毒重金属元素，可以通过食物链进入人体并富集，从而导致各种相关疾病[1]。水是人体不可缺少的重要物质，汞污染的水源对人的生命安全造成极大的影响。受砷、[2]沿长江流域诸多城市均以长江为饮用水源，目前国内尚无关于长江水体中砷、汞含量测定方面的系统报道，因而建立简便、准确、快速的检测方法汞的同时测定，用于长江水中砷、具有很大的现实意义。汞的方法很多，测定砷、电化学法[4]、如光度法[3]、原子光谱法[5]等，其中氢化物发生原子荧光法以其灵敏度高、重现性好、操作简便快速等优点，在重金属检测技术领域得到越来越多的应用和发展[6]。本文介绍通过断续进样模式，对砷和汞的氢化物发生条件进行了详细研究，汞的同时在线分析测量条件。确定了砷、对长江流域马鞍山段水体中砷、汞的含量进行了测定，得到了满意的结果。收稿日期：2008-11-05安徽省科技攻关计划项目基金项目：）（08025（,安徽工业大学SRTP）作者简介:杨新安）安徽淮北人，（1979－,女，助理实验员。第3期杨新安等：氢化物发生原子荧光法同时测定长江水中的砷和汞2791实验蠕动泵1.1仪器与试剂原子荧光仪样品AFS－230E双道非色散原子荧光光谱仪（北京科创反应管）砷、海光仪器公司，汞高强度空心阴极灯（北京有色金Ar，属研究总院）工作电压为280V，灯电流分别为50，NaBHmA。氢化物发生原子荧光流程示意图及仪器操作参气液分离器数如图1所示。废液0.100g/L砷、汞标准储备液（上海市计量测试技术研究院，）其余标准溶液由此逐级稀释而成%硫脲储备液由10.0g硫脲（天津市博迪化工公司）溶于图1氢化物发生原子荧光法分析流程示意图100mL去离子水中，于冰箱中低温保存%抗坏血酸由10.0g抗坏血酸（上海化学试剂公司）溶于100mL去离子水中，低温保存。NaBH4溶液：）称取一定量的固体NaBH（上海化学试剂公司溶于0.5%氢氧化4钠溶液中，定容至100mL，该溶液现用现配。实验用盐酸、硫酸、硝酸和氢氧化钠）（上海国药集团为优级纯，其余试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。表1氢化物发生原子荧光光谱法测量砷、汞的操作条件1.2实验步骤仪器参数设置首先调节原子荧光光谱仪2个蠕动泵以灯电流/mA50(As),20(Hg)副高压/VmL/min的流速，运行12s，将样品和还原剂泵入反石英管高度/mm8应管内，随后调节2个蠕动泵流速至12mL/min，运行样品流速/(mLmin)·-s，将载流及还原剂泵入反应管RT中；样品溶液中300载气流速(Ar)/(mLmin)·-1的砷和汞经化学反应后生成相应的氢化物或蒸气态物屏蔽气流速(Ar)/(mLmin-1)·800质，通过2个气液分离器分离后，产物随流速为300读数时间/s10mL/min的Ar载气进入检测器中进行检测。仪器测量延迟时间/s1条件如表1所示。样品体积/mL0.51.3样品采集与处理测量方式标准曲线读数方式峰面积从2008年3月1日至2008年7月30日，每隔10d，分别在相距0.5~1km的5个采样点进行取样，采样点离岸3~5m。将所取水样用定量滤纸过滤，加入5mL5%(体积分数)盐酸。然后在每个样品中取20mL，加入浓盐酸(优级纯)1.0mL，10％混合还原剂2.0mL，用去离子水定容至25mL。2结果与讨论2.1仪器条件的选择2.1.1负高压砷、考察了光电倍增管电压对检测信号的影响。结果表明，汞的荧光信号强度随电压的增大而明显增强，电压每增加20V，响应信号强度增强1倍。负高压的增大伴随着仪器测量噪声的相应增大，并会导致汞空心阴极灯使用寿命缩短。因此，在保证灵敏度的前提下，选择较低的负高压，文中选择灯电流实验了空心阴极灯电流对响应信号的影响，结果表明砷、汞响应信号强度随灯电流的增加而明显，电流每增加10mA，响应信号增强1倍左右。同时测量噪音与空心阴极灯使用寿命也随电流的增加而变差，因此，文中选择砷灯电流为50mA，汞灯电流纹帘纹髁康难≡裆椤⑹笛楸砻鞯逼帘纹髁砍?00mL/min时，汞原子荧光信号强度达到最大并稳定。考虑实验成本因素，选择800mL/min作为屏蔽气流量测量条件的选择2.2.1硼氢化钠质量分数研究了硼氢化钠溶液浓度对砷、汞蒸气态物质生成情况的影响，（A所如图2）砷、示。由图可见，汞原子荧光信号强度随硼氢化钠浓度的增大而增强，当硼氢化钠质量分数达到2.0%和砷、2.4%时，汞信号强度分别达到最大值，实验选择还原剂硼氢化钠质量分数为2.4%。280安徽工业大学学报2009年2.2.2氢氧化钠质量分数（B所示，汞原子荧光信号强度随氢氧化钠质量分数增大而增强，结果如图2）砷、并分别于氢氧化钠质量分数为0.5%和0.6%时达到最大。由于砷的信号随后降低明显，因此实验中选择氢氧化钠质量分数为0.5%载流对响应信号的影响实验了载流种类及800浓度对原子荧光信号强度的影响，发现在1%~10%的原子荧光强度盐酸、硝酸、硫酸、砷、高氯酸等介质中，汞响应信号差600别不超过10%，考虑价格因素选择盐酸作为载流。实验了盐酸质量分数的影响，如图2）（C所示，汞的荧光信号随盐酸质量分数的增加而降低明显，因此选择As400AsAs3％的盐酸作为载流载气流量利用Ar作为载气，将生成物传输/%wNaOH/%wHCl/%到气液分离器中。结果表明砷、汞原子荧光信号强度随图2测量条件的选择载气量的增大，而降低明显。因此，在仪器允许的范围内，选择最低的流量300mL/min为载气流量传输管长度的影响研究了气液分离器与石英管原子化器之间传输管长度的影响，结果表明，当传输管长度在30~90cm之间变化时，Hg的荧光信号基本不变；As，当传输管长度小于25cm时，荧光信号峰形较差，可能是由于水蒸气进入原子化器所致。实验选择传输管长度伪曜记吲渲葡盗斜曜既芤海谟帽痉觳猓?~10μg/L范围内得As(III)的荧光强度与质量浓度的线性方程为IF=-68.56+776.88ρAs，式中:IF为原子荧光强度；As为砷的质量浓度，/L;相对标准偏差为1.1%。在0~ρμg5μg/L浓度范围内得Hg的荧光强度与质量浓度的线性方程为IF=-166.61＋1674.82ρHg，式中:IF为原子荧光强度；Hg为汞的质量浓度，/L;相对标准偏差为1.8%。As(III)，ρμgHg(II)检出限分别为0.0028,0.0013μg/共存离子影响考察了不同质量浓度共存离子对1μg/L的As(III)和0.5μg/L的Hg(II)测定的影响。结果表明，碱金属和碱土金属不干扰测定，倍的Fe(III)，(II)，(III)，(II)，(V)，(VI)，倍的Se(IV)，(IV)，600NiAlMnVCr200TeCuPbGe(II)，(II)，(IV)均不对砷的检测产生干扰样品分析结果及加标回收实验根据确定的最佳测量条件，对长江马鞍山段水体中的砷、汞含量进行了测量，结果如表2所示。样品分析的回收率在95.3%~103.9%间。表明本方法具有较好的准确度，可以应用于实际样品中As，的测定。Hg表2样品分析和加标回收率实验（测量值/μg/L）（加入量/μg/L）（回收量/μg/L）回收率/%样品编号.697.3饮用水中砷、汞的国家标准限量分别为10,1ng/mL。可见，长江马鞍山段水体中砷、汞含量较低，在半年的取样时间内没有发生大的变化，没有发生砷、汞污染现象。3结论采用氢化物发生原子荧光法同时测定水体中砷、汞含量，具有快速、简单、可靠及灵敏等特点，适用于研究水体中重金属含量变化规律等领域。经半年的取样分析，长江马鞍山段水域没有发生明显的砷、汞污染情况，可以作为饮用水源。第3期杨新安等：氢化物发生原子荧光法同时测定长江水中的砷和汞281参考文献:軌[1]MunozO,VélezD,CerveraM,L,,separationanddeterminationofinorganicarsenic[As(III)+As(V)]inseafoodproductsbymicrowave-assisteddistillationandhydridegenerationatomicabsorptionspectrometry[J].,1999,14:1607-1613.[2]ZhouHY,uence[J].WaterRes.,2000,34:4234-4242.[3]高尚芬,方国桢.用镉试剂B以四种双峰双波长法同时分光光度测定镉和汞的比较研究[J].四川大学学报,1999,36(2):385-388.[4]CabelloCG,oftracemercury[J].AnalyticaChimicaActa,2008,614(1):103-111.[5]罗锡明,赵立谦,徐步县.离子色谱-氢化物发生-原子荧光法测定含金尾矿中砷[J].光谱学与光谱分析,2008,28(1):206-208.[6]马戈,谢文兵,刘晶,等.氢化物发生原子荧光光谱法直接测定水样中砷(Ⅲ)和砷(Ⅴ)[J].光谱学与光谱分析,2007,27(4):807-809.（责任编辑：丁吉海）（上接277页）仅可以用于测定煤中酸性基的含量，而且可以测定煤液化的衍生物中酸性基的含量。此外，超声波恒温水浴改进也有利于样品的批量测定，从而简化了测定方法。表5煤及其衍生产物中总酸性基及羧基含量测定结果（·）传统法测定值/mmolg－1（·）改进法测定值/mmolg－1样品羧基总酸性基羧基总酸性基东胜煤0..8360..425神华煤0..2580..691东胜煤液化前沥青烯0..0140..269神华煤液化前沥青烯0..6420..977东胜煤液化沥青烯0....192神华煤液化沥青烯0..6690..9863结论通过采用超声波恒温水浴法对煤中总酸性基和羧基含量测定方法进行了改进，优化得到最佳的测定条件为：℃下超声波作用40min后，℃下恒温反应4h。5095超声波恒温水浴改进，促进了煤及其衍生物中酸性基团的测定反应，避免了环境因素干扰，从而显著提高了测定的精密度和准确度，简化了试验操作，提高了测定结果的重现性。参考文献：[1]戴中蜀,郑昀辉,马立红.低煤化度煤低温热解脱氧后结构的变化[J].燃料化学学报,1999,27(3):256-261.[2]ThomasPM,[J].Fuel,1976,55(2):138-140.[3]朱学栋,朱子彬,韩崇家,等.煤中含氧官能团的红外光谱定量分析[J].燃料化学学报,1999,27(4):335-339.[4]DavidTA,LeonidasP,DavidWG,[J].Fuel,1984,63(6):803-809.[5]戴和武.低煤化度煤与煤的新分类[M].北京:地质出版社,1988.[6]杨光地.煤化学实验[M].北京:冶金工业出版社,1986.（责任编辑：丁吉海）

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