原子荧光法测定海水中砷方法的改进

来源:用户上传      作者:李业燕 彭梦微 邓元秋

　　摘要：原子荧光法测定海水中的砷所用的还原剂有硼氢化钾或硼氢化钠，但其浓度大小对测定结果具有较大的影响。通过研究不同浓度的硼氢化钾对测定结果的影响，结果发现，当硼氢化钾浓度小于等于1.0%时，标准曲线线性很差;为1.5%～4.0%时，标准曲线线性较好，灵敏度较高，重复性较好，准确度高;在5.0%以上时，标准曲线线性变差，重复性较差，准确度较差。
　　关键词：原子荧光法;硼氢化钾;海水;砷
　　中图分类号：X830.2 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）05-0-01
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.074
　　Improvement of a method for determination of arsenic in seawater by atomic fluorescence spectrometry
　　Li Yeyan1，Peng Mengwei2，Deng Yuanqiu2
　　（1.Guangxi Inspection and Research Institute for Product Quality，Nanning Guangxi 530000，China
　　2.Marine Environmental Monitoring Center of Guangxi Zhuang Autonomous Region，Beihai Guangxi 536000，China）
　　Abstract：Potassium borohydride or sodium borohydride are used as reducing agents in the determination of arsenic in seawater by atomic fluorescence spectrometry， but their concentration has a great influence on the determination results.The results showed that when the concentration of potassium borohydride was not more than 1.0%，the linearity of the standard curve is very poor.When the concentration 1.5-4.0%， it had good linearity of standard curve，good repeatability，and high accuracy.When the concentration more than 5.0%， the standard curve was high， the repeatability was poor，and the accuracy was poor.
　　Key words：Atomic fluorescence;Potassium borohydride;Seawater;Arsenic
　　海水中的砷含量虽少，但对海洋生物以及整个海洋系统循环都有着重要的影响[1]。因此，砷是海水污染物中重要的监测元素[2]。测定海水中砷的方法主要有分光光度法、电化学法、原子吸收光谱法、原子荧光法、电感耦合等离子体发射质谱法、X-射线荧光法等。原子荧光法[3]是目前国内测定海水中的砷最主要的方法，该方法样品前处理操作简单，分析成本较低，适合大批量样品的分析，但由于仪器的更新换代，目前该方法中的某些条件已不完全适用，因此针对方法的关键因素条件进行了优化改进，使得方法的分析结果更加准确、稳定。
　　1 试验材料与方法
　　1.1 仪器与试剂
　　配置自动进样器的AFS-9700双道原子荧光光度计（北京科创海光仪器有限公司）;
　　砷标准溶液和标准样品（生态环境部标准样品研究所）;
　　试剂主要包括盐酸（优级纯）、氢氧化钠（优级纯）、硼氢化钾（优级纯）、硫脲（分析纯）、抗坏血酸（分析纯）等。试剂配制参考《海洋监测规范 第4部分：海水分析 11.1 砷 原子荧光法》（GB 17378.4-2007）。
　　1.2 实验方法
　　1.2.1 标准曲线的配制
　　在100 mL容量瓶中加入少量纯水，加入1.00 mL浓度为1.0 mg/L的砷标准使用液，再分别加入2.5 mL（1+1）盐酸溶液和2.0 mL硫脲-抗坏血酸溶液，定容至100 mL标线，混匀，此为标准曲线最高点，其他标准系列点由仪器自动稀释配制。标准空白的配制除不加标准使用液外，其他步骤均与标准曲线点相同。
　　1.2.2 海水样品前处理
　　量取25.0 mL海水样品于50 mL比色管中，加入2.5 mL（1+1）盐酸溶液、2.0 mL硫脲-抗坏血酸溶液，摇匀，静置20 min，待上机分析。
　　1.2.3 分析条件
　　仪器工作条件见表1。载流为5%盐酸溶液，硼氢化钾浓度（质量体积分数，下同）为0.7%、1.0%、1.5%、2.0%、4.0%、5.0%，其他分析条件完全相同，對有证标准物质、海水样品、海水样品加标等进行测定，对结果进行比较分析。
　　2 结果与讨论
　　2.1 不同浓度的硼氢化钾对砷标准曲线相关系数的影响
　　结果表明，硼氢化钾浓度为0.7%时，曲线相关系数r在0.9635～0.9876之间，标准曲线线性很差;硼氢化钾浓度为1.0%时，曲线相关系数r在0.9948～0.9993之间，标准曲线线性较差且重复性不好;硼氢化钾浓度为1.5%～4.0%时，曲线相关系数r在0.9993～1.000之间，标准曲线线性较好;硼氢化钾浓度为5.0%时，曲线相关系数r在0.9986～0.9994之间，标准曲线线性较之前有所下降。出现这种情况的原因可能是硼氢化钾浓度较大时，氧化还原反应太剧烈，产生大量气泡，干扰了砷化氢气体的生成和进入仪器，影响测定结果。 　　2.2 不同浓度的硼氢化钾对准确度的影响
　　2.2.1 有证标准物质砷含量的测定
　　结果表明，硼氢化钾浓度为1.5%～4.0%时，有证标准物质的测定结果均在真值范围内，说明此浓度下分析准确度较好;硼氢化钾浓度为5.0%时，有部分标准物质的测定结果不在真值范围内，说明此浓度下测定结果不稳定。
　　2.2.2 海水样品中砷含量的测定
　　测定海水样品，每个样品重复测定3次。结果表明，硼氢化钾浓度为1.5%～4.0%時，海水样品的测定结果稳定，重复性较好;硼氢化钾浓度为5.0%时，海水样品的测定结果部分相差较大，重复性较差。
　　2.2.3 海水中砷加标回收率的测定
　　结果表明，硼氢化钾浓度为1.5%～4.0%时，样品加标回收率的测定结果在81.3%～113%，满足分析测试要求;硼氢化钾浓度为5.0%时，样品加标回收率的测定结果在36.7%～110%，有部分样品加标回收率的测定结果不能满足分析测试要求，说明此浓度下测定结果不稳定。
　　3 总结
　　原子荧光法测定海水中的砷，还原剂硼氢化钾的浓度对校准曲线相关系数、荧光信号强度（灵敏度）、方法准确度都有着关键的影响。硼氢化钾的浓度为1.5%～4.0%时，标准曲线线性较好，曲线最高点荧光强度较高，灵敏度较高，重复性较好，准确度高。综合考虑测量结果的准确性、方法的灵敏度、分析成本等因素，建议选择硼氢化钾浓度为2.0%进行海水样品分析。
　　参考文献
　　[1]张桂兰.原子荧光法测定海水中的砷（Ⅲ）和砷（Ⅴ）[J].中国井矿盐，2004，35（5）：37-40.
　　[2]申屠超，林奇，雷超，等.双阳极电化学氢化物发生原子荧光光谱法测定海水中的砷[A].2010年全国科学仪器自主创新及应用技术研讨会论文[C].2010.
　　[3]GB17378.4-2007 海洋监测规范 第4部分：海水分析[S]中华人民共和国国家标准，北京：中国国家标准化委员会，2007：26-28.
　　[4]刘金冠，丁冬梅，郭玉敏.原子荧光光度法测定海水中硒的不确定度评定研究[J].环境科学与管理，2014，39（04）：145-147.
　　收稿日期：2020-03-04
　　作者简介：李业燕（1987-），女，汉族，硕士研究生，工程师，研究方向为环境监测分析与研究。
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