原子荧光光谱法测定活性炭废物中的砷量

朱红波（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

·分 析·

原子荧光光谱法测定活性炭废物中的砷量

朱红波
（湖南有色金属研究院，湖南长沙 410100）

文章介绍了用原子荧光光谱法测定活性炭废物中砷的方法，对仪器的工作条件进行了优化选择，并对王水微波消解前处理测定方法和硝酸－高氯酸－氢氟酸电热板前处理测定方法进行了对比试验。结果表明：硝酸－高氯酸－氢氟酸电热板前处理－原子荧光光度法测定砷，前处理样品能够消解彻底，测定结果稳定，重现性好，适用于实际样品的分析测定。

原子荧光光度法；砷；活性炭废物

活性炭是一种污水处理厂用来处理水中重金属的吸附性材料，活性炭对废水中的重金属有很强的吸附性。测定处理污水后的活性炭废物中的砷含量对固体废物的处理方法选择具有指导作用。砷一般可采用甲酸银分光光度法、二乙基硫代氢化物发生法和原子荧光法等方法［1～3］。这些方法测定砷操作繁杂，耗时、耗力。本文采用硝酸－高氯酸－氢氟酸前处理活性炭废物样品，原子荧光光谱法测定样品中的砷，方法重复现好，精密度和准确度高，是一种快捷简便的分析方法。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

制备溶液和分析用水均为超纯水，试剂为优级纯。

1.AFS－230E型原子荧光光谱仪。

2.砷空心阴极灯。

3.MD6M微波消解仪。

4.恒温电热板。

5.盐酸（ρ＝1.19 g／mL）。

6.硝酸（ρ＝1.40 g／mL）。

7.高氯酸。

8.氢氧化钠溶液（5 g／L）。

9.硫脲（50 g／L）。

10.抗坏血酸（50 g／L）。

11.硼氢化钾溶液（20 g／L），称取2.0 g硼氢化钠，溶于氢氧化钠溶液（5 g／L）中，并定容至100 g／mL，临用现配。

12.砷标准溶液（100μg／L）：由购买的国家标准物质研究中心砷标准溶液稀释而成。

1.2 仪器条件

灯电流：砷灯40 mA；PMT负高压260 V；原子化器高度8 mm；氩气流速：载气400 mL／min、屏蔽气1 000 mL／min；测量方式：标准曲线法；读数方式：峰面积；延迟时间1 s；读数时间10 s。

1.3 试验方法

电热板消解法：称取0.5 g（精确至0.000 1 g）样品，置于聚四氟乙烯坩锅中，吹水润湿样品，加入10 mL浓硝酸、5 mL高氯酸、2 mL氢氟酸置于电热板上以180～200℃加热，视消解情况，可补加3 mL浓硝酸、1 mL高氯酸，重复上述消解过程，直至样品彻底消解完全。赶净高氯酸，取下稍冷，加入2 mL浓盐酸，吹水，温热溶解可溶性残渣。冷却后转移至50 mL容量瓶中，混匀，待测。

微波消解法：称取0.5 g（精确至0.000 1 g）样品，置于微波消解罐中，用少量水润湿后加入9 mL浓硝酸、2 mL浓盐酸、3 mL氢氟酸及1 mL过氧化氢，按照一定的升温程序进行消解。微波消解后的样品需冷却至少15 min后取出，用少量实验用水将微波消解罐中全部内容物转移至50 mL容量瓶中，用适量硝酸溶液淋洗坩埚，将淋洗液全部转移至50 mL容量瓶中，用水定容，混匀，待测。

分取上述处理好的溶液5 mL于50 mL的比色管中，加入5 mL浓盐酸、5 mL硫脲、5 mL抗坏血酸，还原30 min，用水定容，待测。

按照仪器条件设置仪器测定参数，测定标准系列和样品溶液中砷的荧光强度，根据标准曲线或仪器自动计算砷的含量。

随同试料做全流程空白试验。

1.4 绘制标准曲线

分别移取0.00 mL、2.50 mL、5.00 mL、10.00 mL、20.00 mL、30.00 mL砷标准溶液（100μg／L）于一组50 mL的比色管中，加入5 mL浓盐酸、5 mL硫脲、5 mL抗坏血酸，还原30 min，用水定容，待测。该标准溶液对应砷的浓度为：0.00μg／L、5.00μg／L、10.00μg／L、20.00μg／L、40.00μg／L、60.00μg／L，在与试样溶液相同的测定条件下测量系列标准溶液的荧光度，以砷浓度为横坐标，荧光强度为纵坐标，绘制工作曲线，砷标准曲线相关系数R＝0.999 3。

1.5 砷含量计算方法

样品中砷的含量按以下公式计算：

式中：ωAs为样品中砷的含量／mg·kg－1；ρ为校准曲线上查得测定试液中砷的浓度／μg·L－1；ρ0为实验室空白溶液测定浓度／μg·L－1；V0为样品处理溶液总体积／mL；V1为分取试液的体积／mL；V2为分取后测定试液的定容体积／mL；m0为样品质量／g。

2 结果与讨论

2.1 硼氢化钠浓度选择试验

硼氢化钠作为体系中氢化物发生的还原剂，对方法的灵敏度、准确度和稳定性有非常大的影响，浓度过高，氢气产生过量，灵敏度降低，并引起液相、气相干扰；过低氢化物难以形成。试验中硼氢化钠浓度选择范围为0.5%～3%，移取2.50 mL砷标准溶液（100μg／L）于50mL比色管中，加入5 mL浓盐酸、5 mL硫脲、5 mL抗坏血酸，还原30 min，用水定容。在仪器最佳工作条件下测其吸光度，测3次，取平均值，结果见表1。结果表明：硼氢化钠浓度选用2.0%可达到测定要求。

表1 硼氢化钠浓度对砷荧光强度的影响

2.2 反应酸度的选择试验

盐酸酸度对砷的还原有一定的影响，本试验移取2.50 mL砷标准溶液（100μg／L）于50 mL比色管中，采用不同的盐酸还原酸度，5 mL硫脲、5 mL抗坏血酸，还原30 min，用水定容。在仪器最佳工作条件下测其吸光度，测3次，取平均值，结果见表2。结果表明：盐酸酸度大于5%时，砷均能够还原彻底。本试验采用5%盐酸作为砷的测定酸度。

表2 酸度对砷荧光强度的影响

2.3 不同前处理方法对比试验

称取0.500 0 g活性炭废物样品，按不同的前处理方法消解，结果见表3。结果表明：由于活性炭对重金属有很强的吸附性，活性炭本身具有很强的化学稳定性，微波消解不能使活性炭废物消解彻底，样品不能彻底打开，样品中的砷不能完全到消解液当中，使得测定结果比电热板消解的结果严重偏低。硝酸－高氯酸－盐酸电热板消解样品，能够使样品消解完全，同时直接用硝酸高氯酸消解，砷从低价态氧化到高价态，防止了砷在电热板消解过程中的挥发和损失，电热板消解的测定结果比微波消解测定的结果要高，重现性好。

表3 电热板消解和微波消解结果对比表mg／kg

2.4 精密度试验

按照试验方法和选定的仪器工作条件，随机抽取2个活性炭废物样品连续6次重复测定，结果见表4。

表4 精密度试验数据

从表4数据可知，标准偏差在8%以内，可以满足测定要求。

2.5 加标回收率测定

为了考察本方法的准确度，在活性炭废物试样中加入不同浓度的砷标准溶液，按照试验方法和选定的仪器工作条件进行回收率试验，测定结果见表5。

表5 加标回收试验

从表5可以看出，方法的加标回收率在94.0%～100.5%之间，说明本方法可行且准确度高。

3 小 结

试验结果表明，用电热板前处理－原子荧光光度法测定活性炭废物中的砷，方法简便，准确度好，

精密度高，能满足分析检测的要求。

［1］ HJ 702－2014，固体废物汞、砷、硒、铋、锑的测定［S］.

［2］ GB／T 1516－2006，锰矿石中砷含量的测定［S］.

［3］ 邓石红.原子荧光光谱法测定铜精矿中的锑、砷的含量［J］.湖南有色金属，2009，25（6）：51－53.

Determ ination of Arsenic in Activated Carbon W aste by Atom ic Fluorescence Spectrometry

ZHU Hongbo
（Hunan Research Institute of Nonferrous Metals，Changsha 410100，China）

The article introduced the determination of arsenic by atomic fluorescence spectrometry method in activated carbon waste，the optimization ofworking conditions of instrument，the determinationmethod ofmicrowave pretreatment and aqua regia and nitric acidperchloric acid，hydrofluoric acid electric hot plate pretreatmentmethod has carried on in the contrast experiments.Results show that the nitric acidperchloric acidhf electrothermal board before processingatomic fluorescence spectrophotometry determination of arsenic，pretreatment samples can eliminate thoroughly，the determination results is stable，good reproducibility，and is suitable for themeasurement of actual samples.

atomic fluorescence spectrophotometry；arsenic；activated carbon waste

TG115.3＋3

A

1003－5540（2017）03－0070－03

2017－04－18

朱红波（1983－），男，工程师，主要从事有色金属分析工作。