氢化物发生-原子荧光法测定地表水中的砷硒汞

氢化物发生-原子荧光法测定地表水中的砷硒汞
摘要：采用氢化物发生-原子荧光法测定地表水中的砷、硒、汞，确定了最佳反应的条件和
仪器工作条件，确立了仪器双道砷、硒同时测定的反应条件，方法检出限低，精密度高，结
果稳定可靠，操作简便迅速，测定效率得到提高。

关键词：氢化物发生-原子荧光法；地表水；砷；硒；汞
引言
随着冶金和化工等行业发展以及贫矿的开发，砷伴随主要元素被开发出来，进入废水中的砷
数量相当大。

[1]砷化物容易在人体内积累，造成急、慢性中毒，所以砷已是我国实施排放总
量控制主要指标之一；汞是有毒金属，一旦发生汞中毒，将对人体造成不可逆转的损害；硒
是人体必须的重要微量元素之一，但过量的硒摄入，亦会对人体健康产生毒害。

氢化物发生-
原子荧光法测定砷、汞、硒具有灵敏度高、干扰少、操作简便、可多种元素同时测定等优点，近年来应用较为广泛。

1 实验部分
1.1原理。

硼氢化钾与酸作用产生新生态氢，与三价砷、四价硒、汞反应分别生成砷化氢、
硒化氢和原子态汞，经载气进入原子化器原子化，原子态砷、原子态硒、原子态汞在空心阴
极灯发射光激发下产生原子荧光，其荧光强度与浓度在一定范围内成正比。

[2]
1.2 试剂
1.2.1盐酸（HCl）：ｐ=1.18g/mL优级纯；
1.2.2硫脲（50g/L）-抗坏血酸（50g/L）混合溶液：称取10g硫脲和10g抗坏血酸溶于200mL 水中，用时现配；
1.2.3 2%硼氢化钾溶液：称取10g硼氢化钾（95%），溶于500mL0.5%氢氧化钠溶液中，摇匀；
1.2.4氩气:纯度99.99%以上。

1.3样品预处理。

清洁的地表水无需消解，可直接测定。

但还原剂硼氢化物只与四价硒与三
价砷反应，在测定样品前，被测元素应处于合适的价态。

在测定砷与硒前，在酸化的样品中
每50mL加入浓度为50g/L的硫脲与抗坏血酸混合液10mL，可预先将As（Ⅴ）还原为As （Ⅲ），将Se（Ⅵ）还原为Se（Ⅳ）。

在室温较低时，因还原反应速度较慢，加入硫脲与抗坏血酸后需放置30min以上，使反应完全。

1.4仪器工作条件。

AFS-230E型双道原子荧光光度计，特制空心阴极灯，断续流动自动进样
系统（北京科创海光仪器有限公司）。

1.5预热与测定。

测定前仪器需开机预热30min，使空心阴极灯能量稳定，原子化器温度达
到标准。

汞灯易产生漂移现象，可适当延长预热时间。

按照测定空白、标准系列、样品空白、水样的顺序进行测定。

2 结果与讨论
2.1载气流量。

采用氩气作为载气，将生成的砷化氢等送入原子化器。

气体流量在400~500ml/min时，灵敏度最高。

2.2屏蔽气流量。

采用氩气作为屏蔽气，防止周围空气进入火焰。

屏蔽气流量一般设在800~1200ml/min。

2.3原子化器温度。

硼氢化钾还原反应时产生的气体通过载气输送到原子化器，形成氩氢火焰。

温度太低不利于形成火焰，温度太高噪声过大。

测定汞时可采用不点火的冷原子方式，
在室温也可达到需要的灵敏度。

2.4灯电流。

增大灯电流，使仪器灵敏度增大，但灯电流过大，易使空心阴极灯的使用寿命
缩短，砷、硒灯电流一般设在40~80mA；汞灯电流一般设在10~15mA。

2.5负高压（光电倍增管高压）。

增大负高压，信号灵敏度和噪声水平同时增加，负高压一
般为250~400V，根据实际背景噪声情况调整。

2.6读数时间与延迟时间。

为仪器采集信号加以计算的时间，一般读数时间设定为10~16s，
延迟时间为0~2s，当荧光强度偏小时，可采用较大的读数时间，增大准确度，但这会使测量
时间延长。

2.7样品酸度。

样品中加入一定量的盐酸以保持一定的酸度，以便与还原剂硼氢化物反应形
成所需的氢化物。

酸度过低，灵敏度低，测定汞时可采用样品的酸度为5%（V/V），可得到
较为满意的灵敏度和信噪比。

测定砷时，5%（V/V）的酸度亦能满足要求，但硒的测定对于
酸度有较高的要求。

根据表2所得结果，酸度的变化对砷的测量没有特别明显的影响，但对硒的测量的灵敏度有
较大的改善。

地表水中硒的浓度大多为痕量，在1ppb以下，所以酸度较低，对于痕量硒的
测定的准确度有一定的影响。

采用10%的酸度，可同时满足测定砷和硒的灵敏度要求，用于
仪器双道同时测量所得准确度均较高。

2.8还原剂浓度。

硼氢化物作为体系中气态氢化物发生的还原剂，对测量的灵敏度、准确度
和稳定性有非常大的影响。

由图1所示，增大硼氢化钾溶液浓度，砷的荧光强度随即增大，灵敏度得到提高；但如果硼
氢化钾溶液浓度过高，由于产生大量氢气产生稀释作用，影响测量。

故测定砷和硒时采用的
硼氢化钾溶液的浓度为2%，测定汞时硼氢化钾溶液的浓度为0.05%~0.1%。

3 结论
采用氢化物发生-原子荧光法测定砷、硒、汞方法灵敏度高、准确度高，在实验得出的最佳
分析条件下，砷、硒、汞的检出险和精密度分别见表4。

双道原子荧光光度计可同时对地表水中的砷、硒进行测定，大大提高测定效率，相比传统测
定砷、硒的二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法和原子吸收分光光度法等，该方法操作简便、稳定性佳、干扰物较少，值得在监测领域推广运用。

参考文献
[1]杨力.砷污染及含砷废水治理[J].有色金属加工，1999，154（4）：28.
[2]原子荧光分析方法手册[Z].北京海光仪器公司.
作者简介：黄严华（1979~），2002年毕业于上海大学环境与化学工程学院，上海大学环境
与化学工程学院工程硕士在读，现从事水环境监测。