氢化物发生-原子荧光光谱法测定水中总砷（一）

砷是自然界中广泛存在的类金属元素，被国际癌症研究机构（IARC）列为一类致癌物质。水中的砷来源于水中原有的矿物质、农药的渗入以及其它含砷物质的使用等。参照《国家地表水环境质量监测网监测任务作业指导书（试行）》(环办监测函〔2017〕249号)要求，监测水中砷时指的是砷的总量，即未经过滤的样品经消解后所测得的砷含量。目前总砷的测定方法主要有原子荧光光谱法，电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）法，电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）法等，其中原子荧光光谱法为测定砷元素的首选方法，也是环保部门推荐的测定水、土壤及固体废物等中砷元素的标准方法。土壤、固体废物中总砷测定的消解方式有水浴消解法、电热板消解法及微波消解法，水中总砷测定的消解方式有电热板消解法及微波消解法，但采用水浴消解法测定水中总砷尚未见报道。笔者借鉴土壤中砷、汞测定时选用的水浴消解方式，建立了水浴消解氢化物发生-原子荧光光谱法测定水中总砷的方法，该方法准确可靠，适用于水中总砷的定量分析。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

电热恒温水浴锅：DZKW-S-8型，温度控制范围为10～105℃，北京永光明医疗仪器有限公司。原子荧光光度计：AFS-930型，北京吉天仪器有限公司。托盘天平：11003型，量程为0～100g，分辨力为0.1g，宁波浪力仪器有限公司。盐酸、硝酸、硫脲、抗坏血酸：均为优级纯，国药集团化学试剂有限公司。高氯酸：优级纯，天津政成化学制品有限公司。硼氢化钾：优级纯，天津科密欧化学试剂有限公司。砷标准溶液：100mg/L，相对扩展不确定度为2%（k=2），编号为GSB07-1275-2000，批号为103016，环境保护部标准样品研究所。水质砷标准样品：14.6μg/L，扩展确定度为1.5μg/L（k=2），编号为GSB07-3171-2014，批号为200450，环境保护部标准样品研究所。待测定样品：某河流及水库地表水，编号分别为1^#、3^#、4^#、5^#；某污水处理厂污水，编号分别为2^#、6^#、7^#、8^#。氩气：体积分数不小于99.999%，济南德洋特种气体有限公司。实验用水为二级水，电阻率不小于18MΩ·cm。

1.2 溶液配制

王水溶液（1+1）：分别量取300mL盐酸和100mL硝酸，加入400mL水中，混匀。硫脲-抗坏血酸溶液：分别称取硫脲和抗坏血酸各5.0g，用100mL水溶解，混匀。硝酸-高氯酸混合酸：等体积硝酸和高氯酸混合配制，现用现配。盐酸溶液（1+1）：盐酸与水的体积各为50%，现用现配。5%盐酸溶液：盐酸与水的体积分别为5%和95%，现用现配。硼氢化钾溶液：称取0.5g氢氧化钾置于盛有100mL水的烧杯中，用玻璃棒搅拌，待完全溶解后加入2.0g硼氢化钾，搅拌溶解，现用现配。砷标准使用溶液Ⅰ:1.00mg/L，移取5.00mL砷标准溶液于500.0mL容量瓶中，加入50.0mL盐酸，100mL硫脲-抗坏血酸溶液，用水稀释至标线，混匀。砷标准使用溶液Ⅱ:50.0μg/L，移取5.00mL砷标准使用溶液Ⅰ于100.0mL容量瓶中，加入10.0mL盐酸，20.0mL硫脲-抗坏血酸溶液，用水稀释至标线，混匀。砷标准工作溶液：10.0μg/L，移取1.00mL砷标准使用溶液Ⅰ于100.0mL容量瓶中，加入10.0mL盐酸，20.0mL硫脲-抗坏血酸溶液，用水稀释至标线，混匀。系列砷标准工作溶液：用原子荧光光度计将砷标准工作溶液自动稀释成砷的质量浓度分别为1.0、2.0、4.0、5.0、8.0、10.0μg/L的系列标准工作溶液。

1.3 仪器工作条件

负高压：270V；灯电流：60mA；载气：氩气，流量为400mL/min；读数时间：7s，延时时间：0.5s；还原剂：硼氢化钾溶液；载流：5%盐酸溶液；开机后对砷灯预热30min。

1.4 样品处理

测定水中总砷时，样品处理包括消解及预还原两个过程。

（1）样品消解。量取10mL混匀后的样品于20mL比色管中，加入2.0mL王水溶液（1+1），混匀，置于沸水浴中加热消解1h，期间摇动1～2次，冷却，用水定容至标线，混匀。

（2）预还原。量取消解定容后的样品溶液8.0mL于待测管中，加入2.0mL硫脲-抗坏血酸溶液，混匀，于室温放置30min后测定。

以实验用水为空白样品，同法进行处理。

2 结果与讨论

2.1 消解方法选择

采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定水中总砷时，常用的消解方式为电热板消解法。该方法采用的消解体系是硝酸-高氯酸混合酸及盐酸溶液（1+1），消解过程中需多次摇匀，并时刻观察烟气颜色的变化。消解温度为220℃时，消解时间大约为2h，可同时消解50余个样品。水浴消解法采用的消解体系是王水溶液（1+1），消解过程中只需摇匀1～2次，消解时间为1h，可同时消解近80个样品。与电热板消解法相比，水浴消解法操作简单、消解时间短、消解样品量大，且未使用易发生爆炸的高氯酸，因此试验拟采用水浴消解法对样品进行消解。

2.1.1 空白试验比对

以实验用水为空白样品，分别按1.4样品处理方法和HJ694-2014《水质　汞、砷、硒、铋和锑的测定　原子荧光法》中的电热板消解法各平行制备7份空白样品溶液，在1.3仪器工作条件下进行测定，结果见表1。由表1可知，两种消解方式下，空白样品中总砷的测定结果均小于HJ694-2014中的检出限（0.3μg/L），且水浴消解法的荧光强度均小于电热板消解法，表明水浴消解法代入的干扰因素更少。

相关链接：高氯酸，硫脲，硝酸，氢氧化钾

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