原子荧光法测定水中痕量锑

原子荧光法测定水中痕量锑

林华生

海口市河长制办公室海南海口570311

摘要：目的：建立了一种快速、简便测定水中微量锑的分析方法。方法：应用原子荧光法测定饮用水中微量锑。结果：在经过优化的条件下，锑的检出限为0.0027μg/L；回收率在93.4%～106%之间，相对标准偏差为1.8％～3.8％。结论：方法操作简捷、准确、灵敏度高，适用于实际水样中锑的检测。

关键词：原子荧光；锑；实验条件；水；

1引言

金属锑具有毒性，三价锑毒性最强[1]，所以在生活饮用水卫生规范[2]中要求对锑的含量进行增项检测。本文用原子荧光光谱法是测定水中锑含量，根据实验条件和检测工作的实际情况[3]，对仪器和试剂进行优化选择，进行了方法检出限、精密度和加标回收率试验等方面的研究，并对标准样品和实际样品进行检测，结果令人满意。

2实验部分

2.1主要仪器和试剂

2.1.1仪器：AFS一230E型双道原子荧光光度（北京科创海光仪器有限公司）；锑特种空心阴极灯（北京有色金属研究总院）。

2.1.2试剂：实验用水为去离子水，盐酸、硼氢化钾均为优级纯，其他试剂为分析纯。

锑标准储备液：标准值为100mg/L，国家标准物质中心购买。

还原剂：KBH4（2%）+KOH（0.2%）溶液，称20gKBH4+2gKOH溶于纯水中，定容至1000mL。

载流：5%HCL溶液：取50mL优级纯盐酸定容至1000mL。

（10%）硫脲+抗坏血酸溶液：称取硫脲5g加热溶解，待冷却后，加入5g抗坏血酸，定容至50mL。

锑标准使用液：取1mL锑标准储备液，用纯水定容至100mL，浓度为1mg/L（中间液），再取1mg/L中间液10ml定容至100mL，此溶液为锑标准使用液，浓度为0.1mg/L。

2.2仪器条件

灯电流60mA；光电倍增管负高压300V；原子化器高度8mm；载气流量300ml/min；屏蔽气流量800ml/min；延迟时间1秒；读书时间10秒；设定好仪器的最佳条件，稳定20分钟后，开始测量，连续测定空白稳定后，确定空白值，然后测定系列，绘制标准曲线，再测样品空白、样品，用回归方程计算锑含量。

2.3标准曲线的配制

分别吸取锑标准使用液0.1，0.2，0.5，1.0，2.0mL分别定容至10.0mL，相当于锑浓度为0.001，0.002，0.005，0.010，0.020mg/L，即1.0，2.0，5.0，10.0，20.0μg/L。

2.4样品制备

吸取10mL水样于10mL比色管中，加入1.0mL10%硫脲-抗坏血酸混合液，再加入1.0mL盐酸溶液，混合均匀。

放置20min后，与含锑标准系列溶液一起测定。

3结果与讨论

3.1仪器条件的选择

3.1.1灯电流选择灯电流的大小，表现为激发光源的强弱，灯电流越大，激发强度就越大，灵敏度越高；灯电流低时，荧光强度值低且不稳定，而灯电流过高则影响灯的寿命。其它仪器条件不变，只改变锑灯电流，分别测定空白样品和锑浓度为20ng/ml实验样品，结果见表1。根据实验可知，灯电流在60mA时信噪比最大，因而选择灯电流选60mA最佳，此条件即可满足需要又尽可能延长灯的使用寿命。

表1锑灯电流与信噪比

3.2.2负高压的选择随负高压的增大，信号强度增大，但噪音也相应增大，其它仪器条件不变，固定锑灯电流60mA，只改变负高压，分别测定空白样品和锑浓度为20ng/ml实验样品，结果见表2。结果表明，300V--320V信噪比较高，但负高压过高时信号强度不稳定，因而灵敏度可以满足要求时，应尽量选择较低的负高压，所以选300V最适宜。

表2负高压与信噪比

3.3载气流量与屏蔽气流量载气流量与屏蔽气流量对锑荧光强度有较大影响。载气流量过大，会稀释氢化物，降低灵敏度，载气流量过低则氢氩焰不稳定，使形成的氢化物无法迅速的进入到原子化器中。适当的屏蔽气流量则可以防护周围的空气进入火焰产生荧光猝灭，以保证较高及稳定的荧光效率，可防止周围的空气进入，保证火焰形状的稳定。一般载气流量在200-900mL/min，测定锑浓度为20ng/mL实验样品，载气流量与荧光强度的关系见图1，屏蔽气流量在500-1200mL/min，屏蔽气流量与荧光强度的关系见图2，从实验结果可以看出，本方法选择载气流量300mL/min，屏蔽气流量900mL/min适宜。

3.4原子化器高度

原子化器高度与试样的原子化率有关[4]。高度太低时，炉子的散射光将造成很高的背景读数，这会增加噪声，但过高的观察高度也会导致灵敏度及精度的下降。实验锑浓度为20ng/ml时，固定其它条件，只改变原子化器观察高度，结果见表3。由结果看出，原子化器观察高度7.5-8.5mm，锑的信噪比较高，因此本文选择锑信噪比最高时的原子化器观察高度8mm。

表3原子化器高度与信噪比

3．2试剂的优化

硼氢化钾+氢氧化钠混合溶液浓度的选择随着硼氢化钾浓度值的增大，荧光强度逐渐增大；当硼氢化钾溶液浓度减少时，氩氢焰也减小，硼氢化钾浓度过低时，还原能力不够，荧光强度低。测定锑浓度为20ng/ml实验样品，硼氢化钾浓度与荧光强度的关系见图3，由图3可知，当硼氢化钾浓度在1.5-2.5%时，荧光强度基本稳定；当其浓度大于2.5%时，荧光强度略有下降，这是由于硼氢化钾与氮离子生成过量氢气，稀释了溶液浓度，因此选2%最佳。

3.3线性范围

考虑到所测水样的锑含量较低以及仪器的灵敏度，选0-20ng/ml为本方法的标准曲线浓度范围，相关系数为0.9999，回归方程：y=201.93x-6.85，该线性范围包括国家对饮用水和水源水中锑含量的控制指标。因此，该方法的线性范围适用于饮用水和水源水中锑的测定。

3.4方法检出限

对11份试剂空白进行平行测定，根据3S/K（S为空白值的标准偏差，K为标准曲线斜率）用三倍空白荧光值的标准偏差除以标准曲线斜率，即为本方法的检出限，0.0027ng/ml。

3.5方法的回收率及精密度

按上述优化的实验条件，在空白水样中添加3.0，10.0μg锑标准溶液，每个添加浓度重复测定11次，做空白标准加入回收率实验以及测定结果的相对标准偏差（结果见表4）。结果表明：加标回收率范围为93.4％～106％，RSD为1.8％～3.8％方法的准确度和精密度均符合能够满足地表水、地下水、生活饮用水等日常分析工作的需求，应用领域较广。

表4回收率及精密度测定结果

3．6实际样品的测定

根据上述检测方法，对海口市自来水水厂的出厂水的5个水样以及水源的6个水样的锑含量进行了测定，结果均未检出。

4结语

本文建立了AFS-230E原子荧光法测定水中的锑的方法，选择了最佳的仪器条件为出负高压300V、灯电流60mA、载气流量在300mL/min，屏蔽气流量900mL/min、硼氢化钾浓度为2.0％。同时测定实际水样的锑，结果表明此方法测量范围宽，灵敏度高，精密度与回收率实验均符合要求。用此方法检测生活饮用水及干净水样，其结果令人满意，是一种较理想的分析方法。

参考文献：

[1]刘文杰，王国玲.氢化物发生-原子荧光法测定水及涉水产品中的微量锑[J].微量元素与健康研究，2002，19（4）：56.

[2]GB5749-2006.生活饮用水卫生标准[S].

[3]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].4版.北京：中国环境科学出版社，2002：309-311.

[4]北京海光仪器公司内部资料《原子荧光分析方法手册》2017年1月1日.