原子荧光法测定饮用水中痕量砷

陈延铭

摘 要：该文着重介绍了原子荧光法检测生活饮用水的原理、标准溶液的配制、仪器的选择和参数的设定，并深入的讨论了砷元素检测过程中的干扰因素、检出限、精密度和回收率等。从结论来看，原子荧光法对饮用水中痕量砷的检测具有快速、准确、抗干扰等特性。

关键词：原子熒光 砷 饮用水

中图分类号：TU991.21 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0221-02

砷的价态化合物具有剧毒（如砒霜），而砷元素自身却是无剧毒的。砷元素在水中多以3价或5价的形态存在着。饮用水中痕量的砷摄人人体内，具有生血刺激作用和促进生物生长、繁殖的功能。一旦超标对人体危害极大。在自然水系中，砷主要以无机砷酸盐（AsO43-）和亚砷酸盐（AsO33-）两种形式存在，或者以甲基化的砷化合物的形式存在，而砷的有机化合物的含量一般都很低。这些不同形态的砷化合物通过化学和生物的氧化还原及生物的甲基化、去甲基化反应，发生相互转化。砷化合物有剧毒，容易在人体内积累，造成慢性砷中毒。资料凋查表明，长期饮用砷含量为0.6 mg/L水的人群中，砷中毒患病率高达47.2%；长期饮用砷含量为0.3～0.6 mg/L 水的人群中，砷中毒患病率达28.3%；长期饮用砷含量为0.1～0.3 mg/L 水的人群中，砷中毒患病率达21.7%；长期饮用砷含量为0.1 mg/L 以下水的人群中，砷中毒患病率达15.9 %；世界卫生组织推荐的水体中砷的最高饮用标准值为0.01 mg/L ，我国的最高饮用标准值为0.05 mg/L 。按照WHO的水砷标准，中国砷中毒危害病区的暴露人高达1 500万之多；已确诊患者超过数万人[1]。因此饮水砷的检测是防治地方性砷中毒的关键步骤。

砷的检测方法由和多种，原子荧光法是其中一个比较快捷，准确，灵敏度较高的方法。

1 实验部分

1.1 仪器

该次试验采用的是北京吉天仪器有限公司生产的AFS-920型原子荧光，没有配置自动进样器，是双道原子荧光，可同时检测两种元素。所采用的载气和屏蔽气是氩气（纯度大于99.99%），其操作参数如表1所示。

1.2 标准溶液和试剂配置

按照国家标准给出的方法，AS标准系列配置成浓度为0.0、2.0、5.0、10.0、20.0 ng/mL，标准系列应该在当天稀释并保证一定的酸度（所用玻璃器皿须经盐酸浸泡过夜，提高灵敏度），大约在10%左右，加入5%硫脲和5%抗坏血酸定容，5%硫脲和5%抗坏血酸的还原时间以15 min以上为宜，在试剂的选择上尽量选择优级纯以上的试剂，以降低空白值。

载流的酸度和硫脲-抗坏血酸酸度要与标准溶液相近，还原剂采用的是硼氢化钾，硼氢化钾浓度对砷的测定影响很大，应该尽量保证配置的浓度大于等于国家标准的推荐值。

标准溶液的配置和试剂的配置都应该采用超纯水，酸应该采用优级纯的酸。

1.3 样品的处理

水样若是澄清，可直接加试剂（按照标准溶液加入试剂顺序）等待15 min进行测量。若是浑浊有悬浮颗粒，应当让其过0.45 mm滤膜然后再加入试剂等待15 min进行测量。

1.4 上机检测

开机预热10 min，待各项参数稳定后，设定检测参数。以空白—标准系列溶液—样品空白—样品的顺序依次进入机器检测。通过测得标准系列曲线可读出样品中砷的含量。

2 结果和讨论

使用吉天AFS-920双道原子荧光分光光度计对砷元素进行检出限、精密度和回收率的测定，其结果如表2。

用AFS-920检测水中砷，其检出限、精密度和回收率都是令人满意的。

不同价态的砷与氢化物的反应速度是不一样的三价砷要比四价砷的速度高出一倍多，为了避免结果的不准确性，提高灵敏度，在检测时都要加入硫脲——抗坏血酸把四价砷还原成三价的砷，经过实验分析加入5%硫脲和5%抗坏血酸混合溶液10 mL，静止15～20 min对砷的检测有提高准确性的作用。在正常检测中，水中的重金属元素对砷的影响很小可以忽略不计。AFS-920可同时对两种元素进行分析，为了节约时间在日常分析中可以对实验条件进行优化折中，得到双道检测的理想参数。

3 结语

原子荧光的光谱范围在200～300 nm之间，正好是灵敏度最好的波段，检测元素通过高温雾化形成气态的氢化物，与原来的机体分离，降低了干扰的程度，并将索要分析的元素集中，原子化效率较高，是其他仪器无法比拟的[2]。对食品分析来说，尤其是水中痕量的砷来说，前处理比较简单，砷的含量较低，控制起来比较简单，所以用原子荧光测量饮用水中的砷乃至食品中的砷都有很大的推广空间和发展前途。

参考文献

[1] 水和废水监测分析方法[M].3版.中国环境科学出版社，1989.

[2] 刘珍，主编.化验员读本（下册：仪器分析）[M].北京：化学工业出版社，2009.