原子荧光光谱法测定矿区地下水中重金属元素砷和汞

黄 岚

（中国建筑材料工业地质勘查中心广西总队，广西 桂林 541001）

重金属元素砷和汞对人体具有很强的毒性作用，且易在人体内累积。砷具有致突变、致癌和致畸性，汞中毒主要表现为休克、心血管系统、肾功能衰竭等，如果过量摄入砷或汞，可引起急性中毒，因此，污水中砷和汞的测定十分重要，我国饮用水卫生标准中对砷和汞的限值明确规定：砷为10μg/L；汞为1μg/L。目前测定环境水中砷和汞的方法很多，本文选用原子荧光光谱法同时测定污水中的砷和汞，具有检出限低、灵敏度高、干扰少、操作简便快捷和仪器价格低等优点[1]。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

AFS-3000双道原子荧光光度计（北京海光仪器公司）

盐酸ρ=1.19g/mL GR硝酸ρ=1.42g/mL GR

硫酸ρ=1.84g/mL GR重铬酸钾GR

抗坏血酸溶液，5%AR硫脲溶液，5%AR

硼氢化钾--氢氧化钾还原剂，2%硼氢化钾+0.2%氢氧化钾

保存液：称0.5g重铬酸钾，加50mL硝酸，用水稀释至1000mL摇匀

稀释液：称0.2g重铬酸钾，加28mL硫酸，用水稀释至1000mL摇匀

砷标准溶液：1000μg/mL由国家钢铁材料测试中心提供

砷标准工作液：1.00μg/mL

汞标准溶液：1000μg/mL由国家钢铁材料测试中心提供

汞标准工作液：20.00ng/mL本试验用水均为超纯水

1.2 试验步骤

1.2.1 样品预处理

取标准水样A、C和矿区污水样B、D（浑浊的污水需澄清处理）各2-10mL于50mL比色管中，加入1+1王水10mL，于沸水浴中消解2h，取出冷却[2]。

1.2.2 试验方法

（1）砷的测定

消解好的试样加水稀释至刻度，定容摇匀。分别取2-5mL于50mL比色管中，加入3mL浓盐酸，5mL5%的硫脲，5mL5%的抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀，放置30min后测定.

（2）汞的测定

消解好的样品加入10mL保存液，用稀释液定容至刻度，摇匀，静置，待测。

1.2.3 标准曲线绘制

（1）砷标准曲线

分别吸取0.00，0.05，0.15，0.25，0.50，1.00，2.00，3.00mL砷标准工作液于50mL比色管，分别加入3mL浓盐酸，5mL5%的硫脲，5mL5%的抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀，放置30min后测定[3]。

（2）汞标准曲线

分别吸取0.00，0.25，0.50，1.00，2.00，3.00，5.00，10.00mL砷标准工作液于50mL比色管，加10mL保存液，用稀释液定容至刻度，摇匀，静置，待测。

2 结果与讨论

2.1 干扰与消除

在酸性介质中，测定砷元素时Fe3+、Cu2+、Co2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+等元素能与硼氢化钾反应生成氢化物，互相产生干扰，加入5%硫脲和5%抗坏血酸溶液后可以基本消除干扰，不影响测定[4]。

碱金属、碱土金属和常见的阴离子不干扰测定。

2.2 仪器参数的选择

经优化后仪器测量条件及工作参数见表1。

表1 砷、汞工作参数

2.3 标准曲线，相关系数及检出限

根据实验确定的最佳条件，以荧光强度为纵坐标，砷、汞标准浓度为横坐标做工作曲线，砷标准曲线：y=68.309x=10.198，R2=0.9999；汞标准曲线：y=620.61x+3.414，R2=0.9998。用本方法分别测定砷和汞空白溶液11次，根据实验结果值计算标准偏差，以3倍标准偏差作为检出限，砷和汞的检出限分别为0.198μg/L和0.0098μg/L，

2.4 方法的精密度

根据实验确定的最佳条件，分别取水样平行测定9份，见表2。实验所得数值与标准值所得值基本吻合，污水中的砷B=230μg/L、汞D=11.1μg/L，相对标准偏差（RSD）≤5%，本方法测定结果相对偏差均满足水质中砷和汞的测定要求，精密度良好。

表2 精密度和准确度实验（n=9）

表3 回收实验

2.5 回收实验

根据本方法确定的实验最佳测定条件，分取样品测定砷和汞，每种试样中加入不同含量的砷和汞标准溶液，并测定其加标后总值，其结果见表3，本方法砷的回收率在98.38%～104.38%之间，汞的回收率在94.33%～107.52%之间。

3 结语

本文采用原子荧光光谱法同时测定污水中金属元素砷和汞，实验证明本方法检出限低，灵敏度高，分析方便，重复性好，在最佳实验条件下，砷和汞的检出限分别为0.198μg/L和0.0098μg/L，砷和汞回收率在98.38%～104.38%和94.33%～107.52%之间，精密度（n=9）RSD≤5%，适合大批量测定矿区污水中的金属砷和汞。