原子荧光法测定空气中汞\砷\硒和锑及其前处理优化与讨论

摘要：本文应用AFS-9330型原子荧光仪对空气中不同含量的汞、砷、硒、锑四元素进行测定。重点介绍AFS-9330型原子荧光仪对空气样品的分析方法及其前处理优化。

关键词： 汞，砷，硒，锑，原子荧光光谱法，前处理

中图分类号：TL271文献标识码： A

一、前言

重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害。

原子荧光光谱法是原子光谱法的一个重要分支。它采用氢化物发生进样，利用某些能产生新生态的还原剂或化学反应，将消解后样品溶液中的分析元素还原为挥发性共价氢化物，然后借助载气流将其导入原子化系统，在特制脉冲空心阴极灯的发射光激化下，利用其荧光强度与原子的浓度（即溶液中被测元素的浓度）成正比原理，可对空气中元素进行定量测定。

二、实验部分

1、仪器：

AFS-9330型原子荧光光度计，配自动进样系统减少系统误差，使用相应的Hg、As、Se、Sb编码高强度空心阴极灯，载气和屏蔽气纯度为Ar（>99.99%），同时负高压300V，原子化温度200℃，原子化高度8.0毫米，积分时间10s，其他操作参数见下表1。

表1

2、标准和试剂：

分别按国家标准方法配制标准贮备液，在实验当天稀释至标准系列。Hg标准系统为0.00、0.20、0.50、1.00、2.00ng/mL，酸度保持5%。As、Se、Sb标准系列0.0、2.0、5.0、10.0、20.0ng/mL，酸度5%，硫脲-抗坏血酸混合液含量5%。

载流的酸度和硫脲-抗坏血酸浓度与标准系列相同，还原剂采用硼氢化钾（分析纯），为保证硼氢化钾的稳定性，所配制的硼氢化钾溶液必须含有一定量的氢氧化钠，先溶解一定量的NaOH，碱浓度在0.5-1.0%之间，再将硼氢化钾溶于含碱的溶液中。

标准稀释和空白校正液必须用实验室的一级用水，电导率≤0.01mS/m，酸为优级纯HCl。

3、样品前处理：

3.1 滤膜的选择

当空白滤膜本身重金属含量较高时，影响被测组分的测定。因此需要对购买的不同类型的滤膜进行处理，选择重金属含量较低空白滤膜进行采样分析。经实验测试石英纤维滤膜重金属含量最低。

3.2 滤膜的处理

将采集完的空气样品滤膜剪碎后放入50mL比色管中加入10mL王水在沸水浴中消解2h（中间摇动几次）消解后加入3mL盐酸和5mL硫脲-抗坏血酸（5%）溶液最后用纯水稀释至刻度线。

4、测定：

开机后设定工作参数，等待仪器稳定后，测定空白及标准系列，作工作曲线。按标准同样方法对样品进行测定，通过工作曲线可计算出样品中被测元素含量。

三、结果与讨论

1、用AFS-9330原子荧光光度计时Hg、As、Se、Sb四元素进行检出限、精密度、回收率测定，如下表2：

表2

Hg As Se Sb

检出限（mg/kg） 0.005 0.01 0.07 0.01

精密度（%） 4.05 9.24 1.76 3.61

回收率（%） 94.5 86.7 95.2 137.5

从数据可看出检出限大大提高于其他方法对Hg、As、Se、Sb的测定，精密度、回收率结果亦令人满意。

2、干扰讨论

不同价态的砷、锑和硒具有不同的氢化物反应速度，As（Ⅲ）、Sb（Ⅲ）或Se（Ⅳ）的灵敏度比相同浓度的As（Ⅴ）、Sb（Ⅴ）或Se（Ⅵ），高约1.5倍，Se（Ⅵ）甚至不产生荧光信号，为避免测定结果偏低，提高灵敏度，在测定之前，样品一般需加还原剂将As（Ⅴ）、Sb（Ⅴ）或Se（Ⅵ）预还原为As（Ⅲ）、Sb（Ⅲ）或Se（Ⅳ）。经初步试验，三者的预还原条件分别为：加入1%-2%的硫脲-抗坏血酸混合液，室温放置15-30min，对Se可煮沸5-10min（均在5%HCl介质中）。

正常情况下环境空气样品中其它物质对Hg、As、Se、Sb测定无影响或消解后无影响。为保持Hg溶液的稳定性，汞贮备液与标准液应加0.5%的K2Cr2O7做保护剂。

3、原子荧光法的条件选择：

试验表明Hg、As、Se、Sb的荧光强度受许多因素影响，尤以负高压、原子化温度、灯电流、反应介质为甚。由于AFS-9330可同时对两种元素进行测定，为方便日常环境气和废气分析，故通过优化试验选择和折衷，得到目前采用参数条件，而非每一元素最佳条件。

4、注意事项：

由于仪器分析灵敏度高，实际操作中对容器的要求较高，新器皿必须经10%的硝酸浸泡或浓热硝酸进行洗涤。同时对盐酸及其他试剂有一定要求，可经过提纯或筛选。

四、小结

目前，环境气和废气中Hg、As、Se、Sb的测定分析方法主要有冷原子吸收光谱法、双 硫腙风光光度发和原子荧光光谱法。前两种方法样品处理过程复杂，误差相对较大。本方法具有操作简单、快速，结果准确，灵敏度高，基体干扰少，节省试剂等特点，本法适合测定空气中Hg、As、Se、Sb含量。

参考文献：

[1]《空气和废气监测分析方法》，第四版，中国环境科学出版社，2002

[2]《工作场所空气中汞含量原子荧光光谱法测定方法的应用》，应用化学，2012.2