环境空气和废气 砷、砷及其化合物的测定 原子荧光法

环境空气和废气砷、砷及其化合物的测定原子荧光法

1. 适用范围及原理

用聚乙烯氧化吡啶和甘油混合液浸泡过的滤纸采集空气中蒸气态和气溶胶态的砷化物，经硝酸湿法消解，加入5%的硫脲和5%的抗坏血酸混合溶液中五价砷预先还原为三价，在10%的盐酸介质中加入1%的硼氢化钾还原剂，生成的砷化氢由载气（氩气）进入原子化器，氢气和氩气形成的氩氢火焰，将待测元素原子化，激发光源砷灯发射的特征谱线激发砷原子，发出荧光强度和砷含量成正比。得到的荧光信号由光电倍增管接收，然后经放大、解调，再有数据处理系统得到结果。

其相关化学反应式如下：

本方法抗干扰性能力强，100倍于砷的钾、钙、镁、锌、汞、硒、铝、铁、铍、铬、镉、锰、镍、铅、锡、铜不干扰2.0µg/L砷样的测定，由于空气中上述物质的含量低，所以在实际测定中不需要考虑其他因素的干扰，可直接测定。

方法检出限为0.36µg/L。当采样30m3，取1/2张样品滤纸测定时，测定浓度范围为2.4×10-6~3.3×10-4mg/m3。

2. 仪器

2.1 原子荧光光度计：带砷灯，配有断续流动氢化物发生装置。

2.2 总悬浮颗粒物采样器：中流量采样器。

2.3 中速定量滤纸：直径9cm。

2.4 红外灯。

2.5 电热板。

3. 试剂

实验用水均为二次蒸馏水。

3.1 三氧化二砷(As2O3)：分析纯。

3.2 聚乙烯氧化吡啶（C2H3C5H4NO)n：简称P204，分析纯。

3.3 甘油(C3H8O3)：分析纯。

3.4 氢氧化钾(KOH)：分析纯。

3.5 硝酸(HNO3)：优级纯。

3.6 盐酸(HCL)：优级纯。

3.7 浸渍滤纸：称取10g聚乙烯氧化吡啶和量取10ml甘油，加水100ml，混合均匀后，将中速定量滤纸浸入，6h后取出，置于红外灯下烘干，贮于聚乙烯盒中备用。

3.8 5%(V/V)盐酸溶液（载流液）：吸取25ml盐酸于500ml容量瓶中，用水稀释至标线。

3.9 1%(m/V)硼氢化钾溶液(KBH4)：称取2.5g氢氧化钾，溶解于50ml水中，称取5g硼氢化钾溶解于上述氢氧化钾溶液中，转入500ml容量瓶中，用水稀释至标线，临用现配。

3.10 5%(m/V)硫脲和5%(m/V)抗坏血酸混合溶液：称取硫脲和抗坏血酸各5g，用水溶解配成混合液，转入100ml定量瓶中用水稀释至标线，置于4℃冰箱内可保存3~5d。

3.11 砷标准贮备液：准确称取0.1320g三氧化二砷（在105℃烘2h），溶解于2.5ml 20%(m/V)氢氧化钾溶液中，加水50.0ml，再加10%盐酸溶液2.0ml。移入100ml容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含1.00µg砷。

3.12 砷标准中间液：吸取1.00ml砷标准贮备液，移入100ml容量瓶中，用水稀释指标线，此溶液每毫升含10.0µg砷。

3.13 砷标准使用液：吸取1.00ml砷标准中间液，移入100ml容量瓶中，用水稀释指标线，此溶液每毫升含100ng砷。

4. 采样

同总悬浮颗粒物采样方法。用镊子将事先准备好的浸渍滤纸放入采样夹内，拧紧。以50~80L/min的流量采样30~50m3。采样后，用镊子取下滤纸，尘面朝里，对折两次，叠成扇形，放入纸袋中，详细记录采样条件。

5. 步骤

5.1 仪器工作条件

光电倍增管负高压：310V；A道灯电流：60mA；辅阴极：30mA；载气流量：500ml/min；屏蔽气流量：1000ml/min；原子化器高度：8mm；测定方法：

标准曲线法；读取方式：峰面积；进样体积：0.8ml；载流液体积：2.5ml；读数时间：12s；延迟时间：0.5s；重复次数：1次；A道分析液单位：μg/L。

5.2 标准曲线的绘制

5.2.1 取六个50ml容量瓶，按表1配置标准系列。

表1 砷标准系列

各瓶加入5.0ml 5%硫脲和5%抗坏血酸混合溶液、5.0ml优级纯盐酸，用水稀释至50ml标线，摇匀。

5.2.2 以上溶液放置20min后使用，若室温低于15℃，应放置0.5h后使用。

5.2.3 设置好仪器工作条件，点火预热0.5h。

5.2.4 以1%的硼氢化钾作还原剂，5%的盐酸溶液作载流液，按照断续流动程序绘制标准曲线。

5.3 样品测定

5.3.1 样品的预处理：取对称的两份1/4张样品滤纸，用剪刀剪碎，放入100ml 烧杯中，加入10ml硝酸，盖上表面皿，置于电热板上低温加热，当滤纸成糊状时，取下，用少量水冲洗烧杯内壁及表面皿，继续加热煮沸，将表面皿开小缝赶酸至近干。冷却，用中速定量滤纸过滤，并用水少量多次洗涤烧杯及过滤滤纸，定容为100ml。吸取25.0ml上述溶液于50ml容量瓶中，加入5%硫脲和5%抗坏血酸混合溶液5.0ml，盐酸5.0ml，用水稀释至标线，摇匀，放置20min，待测。同时用同样方法取同批号、等面积金渍滤纸做样品空白。

5.3.2 样品测定：以1%的硼氢化钾作还原剂，5%盐酸作载流液，按照断续流动程序，用浓度直读法和标准曲线法定量，进行样品测定。

6. 计算

砷(As，mg/m3)=｛(W×0.05)/(Vn×1000)｝×(St/Sa)×4 式中：

W——样品溶液中砷的浓度，µg/L，即仪器直接读取的样品浓度（已

扣除空白滤纸中的砷）；

V n——标准状态下的采样体积，m3；

S t——样品滤纸总面积，cm2；

S a——测定时所取样品滤纸面积，cm2；

0.05——所测样品体积，L；

4——样品消解后溶液中砷含量为仪器测定溶液中砷含量的四倍。7. 说明

7.1 玻璃纤维滤膜含砷量偏高，不宜用来采集砷样，必须用中速定量滤纸采集。

7.2 对于较高浓度式样，应适当稀释后测定，其值在标准系列浓度值范围内为佳。

7.3 硼氢化钾溶液必须临用现配最好置于塑料瓶内，避光保存，避免因光照而分解。

7.4 硼氢化钾溶液和盐酸载流液不宜用棕色瓶或粗糙的磨口玻璃试剂瓶盛装，否则会造成空白值升高。

7.5 样品的采集体积应根据不同地区中含砷量的高低而定，若浓度低于0.1µg/m3的环境空气，可采样30~50m3；对于含砷量在0.1~1.0µg/m3之间的环境空气，可采样15~25m3；对于含砷量高于1.0µg/m3之间的空气（如玻璃厂、金属冶炼厂附近），可采样5~10m3即可。

7.6 将两张浸渍滤纸重叠放置，采集样品，做穿透实验，第一张浸渍滤纸对砷的采集率应达到97%以上。

7.7 实验室温度应保持在15~35℃之间。

8. 参考文献

原子荧光法《空气和废气监测分析方法》（第四版）国家环境保护总局（2003年）3.2.6（四）