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净水技术|微波消解-原子荧光光谱法测定生活污水中的锑

2019.10.30
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liupan1991

致力于为分析测试行业奉献终身

锑是一种带有银色光泽的灰色金属,在水环境中通常以三价和五价形式存在。锑是生物体非必要元素,如果生物体长期接触锑,可能会导致皮肤炎;长期食用被锑污染的食物,会使锑在人体富集,导致锑慢性中毒,损害肝肾,危害人体健康。因此,准确测量水体中锑含量是十分必要的。目前,《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)和《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962—2015)中对含锑污水中锑浓度并未作出规定,但是我国国标《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)集中式生活饮用水源地特定项目和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的毒理性指标中规定锑的标准限值为 0.005 mg/L。

目前,含锑废水的检测方法主要有5-Br-PADAP光度法 (最低检出浓度为50 µg/L)、火焰原子吸收法 (最低检出浓度为200 µg/L)、电感耦合等离子体发射光谱法(最低检出浓度为60 µg/L)、原子荧光光谱法四种。前三种方法的最低检测浓度均不符合现在生活污水中的实际浓度,而原子荧光光谱法测定水中的锑[9-11]具有灵敏度高、准确度高、干扰少、重现性好、操作简便快捷等优点,已成为监测锑含量的主流。但是,对于水样的前处理方法,目前大多是电热板加热消解,此方法费时费力,酸使用量大,消解过程中也存在消解不完全、二次污染大等问题。本文在相关文献的基础上,对现行标准方法《水质汞、砷、硒、铋和锑的测定 原子荧光法》(HJ 694—2014)的前处理方法进行了改进,采用微波消解方法替代传统的电热板加热消解方式,将微波消解技术和原子荧光光谱法联用,建立了一种测定生活污水中锑的新方法,该方法减少了消解时酸的使用种类和用量,消解时间短,取得了很好的效果。


试验部分

1


仪器和主要试剂

1.1


仪器:AFS-9700原子荧光光度计(北京海光);锑高性能空心阴极灯;微波消解仪(Anton Paar)。试剂:硝酸(优级纯);盐酸(原子荧光级)。载液:5%盐酸溶液;10%硫脲-抗坏血酸溶液(称取 10.0 g 硫脲(分析纯)和 10.0 g 抗坏血酸(分析纯)于100 mL纯水中,微热溶解);2%硼氢化钾溶液(称取 10.0 g硼氢化钾(分析纯)加入溶有2.5 g氢氧化钾的300 mL纯水中,溶解后补加纯水至 500 mL);锑标准溶液100 mg/L,购于环境保护部标准样品研究所。


仪器工作条件

1.2


微波消解条件:预设温度为180 ℃,升温时间为20 min,保持时间为20 min。

原子荧光光度计参数和工作条件:总灯电流为67 mA;负高压为250 V;载气流量为300 mL/min;屏蔽气流量为800 mL/min;原子化器高度为8 mm;延迟时间为2 min;读数时间为27 min;读数方式为峰面积。


试验方法

1.3


1.3.1 标准曲线的测定

配制100.0 µg/L的锑标准使用溶液,然后依次移取0、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL标准使用液于50.00 mL容量瓶中,加入5.00 mL盐酸和5.00 mL 10%硫脲抗坏血酸溶液,纯水定容,混合均匀后室温放置30 min后进样。


1.3.2 样品的处理及测定

量取25.0 mL混合均匀的样品于聚四氟乙烯密闭消解罐中,加入5.00 mL硝酸溶液,放置数分钟后拧紧罐盖,放入微波消解仪内消解,消解完成后自然冷却降压,拧开罐盖放置数分钟待罐内酸烟冒尽,转移至50.00 mL容量瓶中,加入5.00 mL 10%硫脲-抗坏血酸溶液,纯水定容,混合均匀后室温放置30 min后进样。同时做全程序空白。


结果与讨论

2


试验条件的选择与线性范围

2.1


光电倍增管负高压、灯电流、载气流量、屏蔽气流量、载液酸度以及还原剂浓度都会影响荧光强度。随着负高压和灯电流的增强,荧光强度会逐渐升高,灵敏度提高,但是负高压过高会产生记忆效应,过高的灯电流也会降低灯的使用寿命,还可能产生自吸;载气和屏蔽气的流量主要影响着火焰的稳定性,载气流量过小稳定性差,过大又会冲稀氢化物的浓度,合适的屏蔽气流量才能够使氢氩火焰稳定燃烧,灵敏度达到最好。载液酸度主要影响氢化反应的进行,酸度过低会使氢化反应进行不完全,酸度过高产生的氢气量过大使氢化物浓度降低,两种情况均会使荧光强度降低。硫酸具有腐蚀性,硝酸具有强氧化性,这两种酸均会影响试验精密度,故选择盐酸。还原剂的浓度直接影响氢氩火焰的质量和氢化物的生产,硼氢化钾的浓度过高或过大都会降低荧光强度,而硼氢化钾中加入氢氧化钾则是为了提高硼氢化钾的稳定性,碱浓度过低起不到稳定作用,过高又会消耗载液中的酸从而影响酸度。

综上,调节各参数条件,使最高浓度点(10.00 µg/L)的荧光强度在1 500~2 000最佳,具体测定条件如1.1和1.2。在此条件下,锑在0~10.00 µg/L线性范围,线性回归方程为If=163.766c-3.767,相关系数达到0.999 9,标准曲线有较好的相关性。


方法检出限

2.2


互联网
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