原子荧光光谱法(AFS)吸收了原子发射光谱法和原子吸收光谱法的优点,具有灵敏度高、检出限低等优点。饮用水中硒元素含量较低,用分光光度法或原子吸收等方法测定[1,2],过程繁琐,检出限偏高,无法得到准确数值。本实验用东西分析仪器有限公司的 AF-7500 型双道氢化物 - 原子荧光光度计检测可满足水质检测的要求。
1 实验部分
1.1 原理
水样用适量酸酸化,在加热板上加热消解将六价硒转化为四价硒,与硼氢化钾反应生成挥发性硒化氢气体,用氩气做载气导入石英管原子化器中,进而在氩氢火焰中原子化。基态原子受特种阴极灯光源的激发,产生原子荧光,通过检测原子荧光的相对强度,利用原子荧光强度与溶液中的硒含量成正比关系,计算样品溶液中相对应的成分含量[3].
1.2 仪器与试剂
AF-7500 型双道氢化物 - 原子荧光光度计(北京东西分析仪器有限公司);硒空心阴极灯(北京东西分析仪器有限公司);硒标准溶液:1000μg/mL,国家标准物质研究所中心;高氯酸:优级纯;硼氢化钾:分析纯;氢氧化钠:分析纯;硝酸:优级纯;实验用水:测定用水为去离子水或同等纯度的水。
1.3 样品前处理方法
取 50mL 水样于 100mL 锥形瓶中,加入 HNO3-HClO4(1:1)5mL,于电热板上加热至冒白烟后,取下冷却,再加入 HCl(1:1)5mL 加热至冒白烟,取下冷却,用 20%HCl 定容至 50mL 容量瓶中,摇匀。同时做空白实验。
1.4 标准曲线
吸取 1mL 的 1000μg/mL 硒标液用 20% 盐酸定容至 50mL容量瓶中,此溶液为 1.0μg/mL 硒标准溶液。用此溶液按表 1 配制标准系列。【1】
2 结果与分析
2.1 仪器工作条件的选择
硒的荧光强度受较多因素影响,如负高压、灯电流、原子化温度等,通过优化选择参数见下:负高压(V)参数为 320,原子化温度(℃)温度为 200.原子化器高度(mm)选择 8.0,Se 灯电流选择 70mA,载气流速(mL/min)选择150,屏蔽气流速600(mL/min),读书时间(S)30s,测量方法采用“准曲线法”,读数方式采用“峰面积”法。
2.1.1 光电倍增光负高压的选择负高压越大,放大倍数也越大,但同时噪声也会相应增大,当负高压在 200V-500V 之间时,光电倍增管的信号噪声比是恒定的,在满足测定条件下经实验证明,选择 320V 时测定值比较好。
2.1.2 灯电流的设置灯电流的大小决定激发光源发射强度的大小,在一定范围内随灯电流增加荧光强度增大,但是如果灯电流过大,会发生自吸现象,并且噪声也会增大,同时灯的寿命会缩短,经实验证明灯电流选择 70mA 可以满足实验要求。
2.1.3 载气流速载气流量小,氩氢火焰不稳定,测量的重现性差,载气流量大,原子蒸汽被稀释,测量的荧光信号降低。通过选择几个不同流量的载气进行试验,得出检测硒时选择 150mL/min 的载气量。
2.1.4 屏蔽气流速屏蔽气流量小时,氩氢火焰肥大,信号不稳定,屏蔽气流量过大时,氩氢火焰细长,信号不稳定且灵敏度降低,通过选择几个不同流量的屏蔽气进行试验,得出检测硒时选择 600mL/min.
2.2 还原剂硼氢化钾浓度的选择
硼氢化钾溶液中要有一定量的氢氧化钾,以保证溶液稳定,但氢氧化钾浓度或高或低都会影响测得结果,本实验以不同浓度的氢氧化钾浓度进行验证,结果浓度为 0.5% 的氢氧化钾的稳定剂效果较好。同时,硼氢化钾浓度的大小可明显影响荧光强度的大小,硼氢化钾浓度低,导致检测不到样品峰;硼氢化钾浓度过高会产生大量氢气,是荧光强度降低。经实验验证硼氢化钾浓度为 15% 结果稳定。
2.3 精密度和回收率实验
按照本实验方法,选择饮用水,采用样品加标法,连续测定 6 次,其测量结果如表 3、表 4.【2】
3 结论
原子荧光法测定水的硒灵敏度高,抗干扰强,利用本方法测定饮用水中的硒结果比较满意。
参考文献:
[1]张宏陶,庄丽,艾有年,等。生活饮用水标准检验方法注解[M].重庆:重庆大学出版社 ,1989.
[2] 国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会 . 水和废水监测分析方法 ( 第 4 版 )[M]. 北京:中国环境科学出版社 ,2003.
[3] 杨秀琳 . 原子荧光光谱法测定水中的痕量砷、汞、硒 [J]. 化学分析计量 ,2004.