氢化物-原子荧光光谱法测定水中总砷含量

  氢化物-原子荧光光谱法测定水中总砷含量

【目的与要求】

1、掌握氢化物-原子荧光光谱法的基本原理。

2、熟悉氢化物-原子荧光光谱仪的基本结构及使用方法。

【原理】

氢化物发生——原子荧光光谱法是利用化学反应使待测元素生成易挥发的氢化物，用氩气（载气）将其带出导入石英原子化器中而与基体其它共存元素相分离。所生成的氢化物在石英原子化器的氩氢火焰中很容易被原子化。生成的基态原子蒸气吸收了以特种空心阴极灯为激发光源发出的特征谱线而被激发，当电子跃迁返回基态或较低能级时发出荧光。其荧光强度在一定浓度范围内与待测元素的含量成正比。

即： I_F  = kc

该方法适合于分析能生成氢化物的元素，如砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）、硒（Se）等以及可形成气态组分的元素如汞（Hg）、镉（Cd）、锌（Zn）等。

如测定溶液中的砷时，以盐酸为介质，硼氢化钾作还原剂，使As³⁺生成AsH₃ ：

溶液中的As⁵⁺ 在酸性条件下可用硫脲-抗坏血酸还原为 As³⁺，此时测定的是总砷含量。

由于所有可形成氢化物的元素的荧光波长都位于紫外光区，AF-610A原子荧光光谱仪采用了无色散系统和日盲光电倍增管检测，以提高仪器的灵敏度。同时与流动注射分析技术相结合，实现了自动化分析。

【仪器与试剂】

1  仪器与器皿   AF—610A原子荧光光谱仪（北京瑞利分析仪器公司）；砷特种空心阴极灯；25mL比色管；1、5mL吸量管；20mL移液管。

2  试剂

1）1mg/mL砷标准贮备溶液：国家标准物质溶液。

2）0.25μg/mL砷标准使用溶液：吸取1mg/mL砷标准贮备溶液，用10% HCl（V/V）逐级稀释至0.25μg/mL。

3）硫脲（50g/L）—抗坏血酸（50g/L）混合溶液：称取硫脲[(NH₂)₂CS]5g、抗坏血酸(C₆H₈O₆)5g溶于纯水中，稀释至100mL，用时现配。

4）7g/L硼氢化钾溶液：称取2g氢氧化钾溶于200mL纯水中，加入7g硼氢化钾并使之溶解，用纯水稀释至1000mL。

5）1:1盐酸溶液（V/V）

6）1%盐酸溶液：做载流用。

7) 含砷试样及自来水水样

【操作步骤】

1、标准系列及样品溶液的配制

标准系列：吸取0.25μg/mL砷标准使用液0，0.20，0.40，0.80，1.50，3mL于6个25mL比色管中，加1:1盐酸和硫脲—抗坏血酸混合溶液各2.5mL，以纯水稀释定容至25mL，摇匀。

样品溶液：分别吸取自来水水样20mL、试样5mL于25mL比色管中，加1:1盐酸和硫脲—抗坏血酸混合溶液各2.5mL，定容，摇匀。

放置10min后测定荧光强度。

2、分析测定

⑴ 打开右箱体上盖(灯室)，安装好待测元素空心阴极灯，将泵管连接好，将调节手柄于最下方处开始向上扳2个齿（即听到2次“咔”声），控制流量。在确认电源正确后，按微机、主机和打印机顺序开启电源。

⑵ 按工作站操作说明，调整好仪器工作参数值。见下表：

   输入样品信息：元素：As，样品类型：液体，含量单位：μg/L，样品重复：1-2，样品空白：是

                 样品量：5-20mL，稀释体积：10-25mL

⑶ 参数值确定后空心阴极灯点亮，将调光器放在石英炉原子化器上，调节空心阴极灯的上下，左右位置，使光斑对准十字线中心，取下调光器。开启点火开关，原子化器上部炉丝点亮，然后预热20-30min，在预热期间无需开启氩气。

⑷ 预热完毕后开启气瓶，调节次级输出压力为0.15～0.20MPa，调节载气流量旋钮，使气体流量为800-1000 mL/min。

⑸ 从稀到浓依次测定标准系列各溶液，并记录荧光信号值。仪器自动以比色管中砷浓度为横坐标，荧光信号值为纵坐标绘制标准曲线。

⑹ 样品测定及结果计算与标准系列溶液测定方法相同进行测定，并记录荧光信号值。并自动计算出样品中的砷浓度（μg/L）。

【注意事项】

1.  注意打开通风设备，测试过程中会产生有害气体。

2.  测试前应检查泵管的吸液管是否已分别插入载流（或样品）和硼氢化钾的溶液内，不要放错位置。

3.  为提高泵管的使用寿命，应定期向泵管和弧形压块中滴加硅油。

4.  在测定时，特别注意载流空白，发现空白值很高，应及时检查所使用的酸是否含有被测元素，采用更换其他生产厂的酸，或使用较高纯度酸进行对比。同时注意容器是否被污染，如有污染则应重新处理容器和重新配制载流和KBH₄。

5.  测试工作完毕后，应将两个吸液管放入去离子水的烧杯中，蠕动泵继续运行，清洗管道。然后关闭Ar气，关闭仪器、计算机和总电源，松开蠕动泵上部流量控制调节装置，防止泵管长期受压。

6.  测试工作完毕后，应及时将废液桶中的废液清除。清除实验台面上各种试液，以防止仪器受酸气的侵蚀。