原子荧光光度法同时测定饮用水中砷与汞

原子荧光光度法同时测定饮用水中砷与汞
发布时间：2021-03-17T02:14:24.381Z 来源：《中国科技人才》2021年第4期作者：张莲莲[导读] 当今人民的日常生活已经越来越注重自身的饮食健康。

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摘要：目前的饮用水的安全问题已经成为了社会的热点问题。

对于饮用水中的砷元素和汞元素的测定方法也是层出不穷。

砷元素和汞元素都是对人体有害的元素，砷、汞元素长期过量会对人体器官造成损伤，甚至会诱发癌症等疾病。

因此本文系统的阐述原子荧光光度法的原理，并且将其应用到饮用水的砷、汞元素监测中。

通过改进实验的监测环境以及优化监测仪器等方式来进一步提高监测的精准性。

从而筛选出不合格的饮用水，为人们的身体健康保驾护航。

关键词：原子荧光；饮用水；砷汞
引言：
当今人民的日常生活已经越来越注重自身的饮食健康。

作为“生命之源”的饮用水，其中包含人体所需要的多种矿物质。

但是随着工业技术的发展以及水土流失的加剧，土壤水分中各种矿物质种类以及元素的含量发生了比较大的变化，尤其在一些污染严重的地区，水中甚至含有大量的砷元素和汞元素，这些元素的超标对人们身体的健康造成了严重的威胁，因此本文将利用原子荧光光度法来监测饮用水中砷和汞的含量。

一、当前水质的现状以及原子荧光光度计
现代工业污染物的排放以及农业大范围农药的使用，让现有土壤中的砷、汞含量大大增加。

因此饮用水的水源中不可避免存在着或多或少的砷元素和汞元素。

由于砷元素和汞元素及其化合物对人体有很大的伤害，因此在检验饮用水的毒理指标中，应该重点监测饮用水中砷元素以及汞元素的含量。

砷、汞元素常规的监测手段有很多种，但是由于不同水体中砷元素和汞元素含量有可能不同，因此常规的检测手段可能存在着漏检。

所以原子荧光光度法成为了监测饮用水中砷、汞元素的优质方法。

原子荧光光度法具有检测精准度较高，元素检测阀值低等优点。

目前科学家已经根据其原理制造出精密的检测仪器—原子荧光光度计。

被检测的基态原子因为不断的摄入光谱的能量从而被激活，被激活的原子因为在失活的条件下释放出大量的能量，这些能量和荧光的亮度通常是等比例的关系，因此根据原子荧光光度计的荧光光度值可以精准的检测出水体中汞元素以及砷元素的含量。

二、原子荧光光度法检测的准备以及实验的流程
原子荧光光度法对于实验条件的要求比较高，因此在实验开始之前需要提前准备好实验的器材以及制订好实验的流程：
（一）器材准备
器材方面需要准备汞元素以及砷元素的空心阴极管各一支。

阴极管的参数电压需要承受290伏以上的高压。

汞元素空心阴极管参数电流控制在20毫安，砷元素空心阴极管参数电流控制在60毫安。

（二）试剂的准备
试剂方面需要准备符合化学分析纯度的硫脲10g，用去离子水加热溶解。

等到混合物冷却后加入10g的抗坏血酸溶质，充分溶解后再加入水直至溶液总量到100ml。

这部分溶液作为混合还原剂存储起来。

之后取2g的氢氧化钠溶解于水中，再加入10g的硼氢化钾溶剂，加水直到500ml后放置一段时间，作为浓度为20g/L的硼氢化钾溶液存储起来。

此外还需要准备纯度为优质级别的5%的盐酸溶液。

最后用5%的盐酸溶液稀释汞元素、砷元素的原液，直到出符合浓度标准的砷元素和汞元素实验用液。

（三）实验的过程
实验中需要配置不同浓度梯度的用液。

首先根据图1来用试管来配置所需的浓度梯度的溶液：
需要注意的是，加水将溶液定量后需要搁置大概40分钟的时间，以保证其中的砷、汞元素都能被充分的还原。

最后根据不同溶液中荧光计中显示的荧光值以及溶液中砷、汞元素的含量对应关系，从而可以得出定量的线性方程。

此线性方程用来作为实际中测定饮用水砷、汞含量的参数方程。

最后根据实际的溶液配比来测算出实际饮用水中砷、汞元素的含量。

如图2：
可以看出公式部分是实验测定的参数浓度值，后半部分是水体的实际配比。

因此得出的含量是比较精准和科学的。

（四）实验的注意事项
首先在选择砷、汞元素的空心阴极管需要注意，砷元素的空心阴极管的参数电流在60毫安，汞元素的参数电流在20毫安。

参数电流的过大和过小都会影响实验的精度。

因为电流大小会实际影响到荧光计的荧光强度，一般来讲电流增大，荧光计的灵敏度会升高，但是电流一旦过高又会影响灯管的使用寿命。

所以根据汞阴极空心管、砷阴极空心管在20毫安、60毫安的条件下既能够使光度计精准度最强，又不破坏灯管的特点，制定了上述条件。

另外在配置硼氢化钾溶液的时候，需要加入适量的氢氧化钠来提升其溶解度和稳定性。

最后本实验中特意选用了20g/L浓度的硼氢化钾溶液这也是考虑到了实验数据的精确性。

硼氢化钾溶液的浓度不要太过于高，因为在用硼氢化钾溶液与砷、汞元素反应时会发现汞元素的荧光反应明显要高于砷元素的荧光反应。

这是因为汞元素在反应中不需要生成氢化物就能进入到原子器室，而砷元素必须要生成氢化物才能被其带入到原子器室。

一旦硼氢化钾的浓度高于20g/L，硼氢化钾气体会稀释掉氢化物的浓度，导致砷元素的荧光反应进一步下滑，所以各种溶剂中浓度的选择需要严格把控，以此来保证最后数据的精准性。

三、结束语
原子荧光光度法检测饮用水中的汞、砷元素含量具有检测精度高、检测阀限值低的优点，因此被广泛应用。

本文首先系统的分析了目前水质污染的现状以及简要的介绍了原子荧光光度法的基本原理，之后针对实验的各个环节，比如仪器的准备、实验试剂的配置、具体的操作步骤以及最终计算方式等做了说明，最后给出了建议。

本文所述方法都是在实验中总结出来的，以此来帮助更多的机构和企业可以更加快速和准确的对饮用水进行砷、汞检测。

参考文献：
[1]高美叶. 原子荧光光度法同时测定饮用水中砷与汞[J]. 中国保健营养 2020年30卷14期，268页，2020.
[2]张敏，刘文静. 双通道原子荧光光谱法同时测定土壤中的砷和汞[J]. 化学分析计量，2020，029（003）：81-85.
[3]水质汞、砷、硒、铋和锑的测定原子荧光法 HJ 694-2014。