原子荧光法对水中汞和硒的测定
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摘要:为提高环境监测效率,探索了原子荧光法同时测定水中汞和硒的检测方法,并找到了检测条件。结果表明,在最优条件下,汞和硒的检出限分别为0.05和0.5 μg/L,RSD分别为2.60%和1.79%,加标回收率分别为98%~104%和97%~102%。该方法操作简便快速、重现性好、灵敏度高,能满足水中2种元素的测定要求。
关键词:原子荧光法;测定;汞;硒
中图分类号:X823文献标识码:A文章编号:0439-8114(2014)10-2412-03
Determinating Hg and Se in Water with Atomic Fluorescence Spectrometry
ZHANG Zhao-tian1,LIU Wen2,FENG Zhi-jiang2,DAI Jie2
(1. Yidu Environmental Monitoring Station,Yidu 443300,Hubei,China; 2. College of Chemistry and Environmental Engineering, Yangtze University, Jingzhou 434023,Hubei,China)
Abstract: A method of simultaneously determining Hg and Se in water was developed for improving the efficiency ofmonitoring environment. The results showed that under the optimal conditions, the detection limit of Hg and Se were 0.05 and 0.5 μg/L, respectively. RSDs were 2.60% and 1.79%. The recoveries of Hg and Se were 98%~104% and 97%~102%, respectively. This method is easy to operate with high sensitivity, good reproducibility for determinating Hg and Se in water.
Key words: atomic fluorescence; determination; water; mercury; seleniumjavascript:;
基金项目:国家自然科学基金项目(21173026);湖北省自然科学基金重点项目(2013CFA107)
随着经济的快速发展,环境污染日益严重,环境监测的压力也越来越大,特别是地表水和饮用水源的监测任务的频次和要求不断提高。地表水和饮用水源中汞、硒为必测项目,其测定方法很多,包括分光光度法[1,2]、冷原子吸收法[3]、原子荧光法[4]等。原子荧光法作为一种痕量分析技术,具有装置简单、操作过程自动化程度高、灵敏度高、受人为因素影响小等优点逐渐被推广应用[5,6]。开发原子荧光法同时测定水中汞和硒,并验证该方法测定结果的准确性,为提高监测工作效率提供参考。
1材料与方法
1.1 仪器
AFS-820型双光道原子荧光光度计(北京吉天仪器有限公司),汞、硒空心阴极灯。
1.2材料与试剂
汞标准溶液(GBW102906)、硒标准溶液(GBW100105)购于国家标准物质研究中心。
氢氧化钾、硼氢化钾、重铬酸钾、硫脲、抗坏血酸等均为分析纯试剂;盐酸、浓硝酸为优级纯试剂,所有试剂均购于国药集团化学试剂有限公司。
1.3方法
1.3.1试剂配制HCl溶液(0.6 mol/L):HCl与去离子水按体积比5:95配制;氢氧化钾溶液(5 g/L):称取2.5 g氢氧化钾溶于500 mL去离子水中;硼氢化钾溶液(20 g/L):称取10 g硼氢化钾于500 mL氢氧化钾溶液中;
硫脲抗坏血酸溶液(50 g/L):称取10 g硫脲于200 mL去离子水中,低温加热使硫脲溶解,放置待水温接近室温后,再加入10 g抗坏血酸,溶解,摇匀。
汞标准工作溶液(1.0 mg/L):吸取100 mg/L汞标准液10.00 mL于1 000 mL棕色容量瓶中,用汞标准稳定溶液定容,摇匀;
硒标准中间溶液(10 mg/L):吸取100 mg/L的硒标准液10.00 mL于100 mL容量瓶,加10 mL浓盐酸(优级纯),用去离子水定容,摇匀;
汞硒混合标准工作溶液(10 μg/L 汞,100 μg/L硒):分别吸取汞、硒的标准中间溶液10.00 mL于1 000 mL容量瓶,加50 mL浓盐酸,用去离子水定容,摇匀。
1.3.2绘制标准曲线 在6个50 mL比色管中各加入2.5 mL浓盐酸和少量去离子水,然后分别加入1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL的汞硒混合标准使用液,再各加入10 mL的50 g/L硫脲抗坏血酸溶液,用去离子水稀释至标线,摇匀。
1.3.3样品测定在50 mL比色管中加入2.5 mL浓盐酸和10 mL的硫脲抗坏血酸溶液,然后加入一定量水样,再用去离子水稀释至标线,摇匀,后续步骤同标准曲线。
2结果与分析
2.1仪器条件优化
不同仪器条件可导致不同检出信号。灯电流过低,灵敏度明显下降;电流过高,灵敏度也随之增大,但灯电流过高会缩短灯的寿命[7];负高压过低,灵敏度下降,负高压增加,荧光强度增大,但同时也会减少光电倍增管寿命。以AFS-820仪器单测汞和硒的仪器条件参数为基础,选定灯电流汞为30 mA,硒为80 mA,负高压均为270 V。
原子化器高度与原子化率有明显的关系,在AFS-820仪器单测汞和硒的仪器条件参数中,汞的原子化器的高度为12 mm,硒的原子化器的高度为8 mm,为了满足同时测定汞和硒的需求,选定原子化器高度为10 mm。
载气流量对火焰的稳定性有较大影响,载气流量小,灵敏度高,稳定性较差;载气流量大,灵敏度低,稳定性好,本试验选定载气流量400 mL/min。
2.2分析条件优化
不同HCl浓度对分析结果的影响见图1。在比较盐酸浓度对汞和硒荧光强度的影响时,由图1可知,在相同条件下,当HCl浓度小于0.6 mol/L时,汞和硒的荧光值呈正相关,而HCl浓度大于0.6 mol/L时,汞和硒的荧光值变化不大,故选择HCl浓度为0.6 mol/L。
2.3硼氢化钾浓度的选择
由原子荧光原理可知,测定时分别是以单质汞和硒的气态氢化物定量,即:测定汞相对于硒而言,只需少量还原剂[8]。图2可反映出该现象,即在相同条件下,改变硼氢化钾浓度,汞的荧光强度随硼氢化钾浓度增加而减少,而硒的荧光强度在硼氢化钾浓度为20 g/L时最大,为了满足同时测定汞和硒,本试验选择硼氢化钾的工作浓度为20 g/L。
2.4标准曲线相关性和检出限
按照优化条件同时测定不同浓度的汞和硒标准溶液,2种溶液的浓度与荧光强度曲线结果见图3和图4。
结果表明,在优化条件下,汞在0.20~2.00 μg/L范围内呈良好线性关系,其线性回归方程为:y=456.572 74x+15.479 80, r=0.999 48;硒在2.00~20.00 μg/L范围内呈良好线性关系,其线性回归方程为:y=52.749 95x+12.547 23,r=0.999 78。
连续20次重复测定空白溶液,以3倍空白样品荧光值的标准偏差与标准曲线斜率的比值为方法检出限。结果表明,本方法的汞检出限为0.05 μg/L,硒检出限为0.5 μg/L。
2.5标准样品测定
将汞标准样品(GSBZ 50016-90,5.17±0.053 μg/L)和硒标准样品(GSBZ 50016-94,11.2±1.1 μg/L)配制成混合样品进行测定,结果表明,汞和硒的平均值分别为5.15和11.4 μg/L,其测定结果均在标准样品标示值范围内。
2.6精密度与回收率分析
对0.80 μg/L汞和8.00 μg/L硒为混合标准溶液,连续重复7次测定,结果见表1。由表1可知,汞和硒测定结果的相对标准偏差分别为2.76%和2.01%。
在0.80 μg/L汞和8.00 μg/L硒的混合标准溶液中加入不同量的汞、硒的标准液。结果表明,汞的加标回收率为98%~104%,硒的加标回收率为97%~102%。
3小结与讨论
由于地表水等水体中汞和硒的测定通常为痕量分析,因此样品中的杂质经常影响结果的准确性。为降低杂质干扰,所有使用的玻璃器皿都要用1∶1稀释的浓硝酸溶液浸泡24 h后,再用去离子水淋洗。另外硼氢化钾溶液要临用现配,否则会导致灵敏度下降。本试验采用原子荧光法同时测定水中汞和硒,其灵敏度高,测定结果可靠,重现性好,同时可简化工作程序,提高工作效率。
参考文献:
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