氫化物原子熒光光譜法測定水處理劑聚合硫酸鐵中砷的方法

水處理劑聚合硫酸鐵是一種新型高效無機(jī)高分子混凝劑，其原料來源廣泛，包括氧化鐵、氧化亞鐵、四氧化三鐵、鐵粉、鋼鐵酸洗廢液、硫酸亞鐵等或者硫鐵礦及其廢渣等。而上述原料中砷、鎘、鉛等雜質(zhì)含量較高，在生產(chǎn)過程中容易將砷等雜質(zhì)帶入聚合硫酸鐵。GB14591-2006《水處理劑聚合硫酸鐵》中規(guī)定聚合硫酸鐵中砷的檢驗(yàn)方法為二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法和砷斑法；但兩者所用試劑繁多，實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長。因此，本研究建立了水處理劑聚合硫酸鐵中砷的氫化物原子熒光光譜測定法。

1材料與方法

1.1儀器與試劑

AFS-3100型雙道原子熒光光譜儀（北京科創(chuàng)海光儀器有限公司），砷特種空心陰很燈（北京有色金屬研究總院），屏蔽氣及載氣均為高純氬氣。砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液(1000μg/ml，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心），砷標(biāo)準(zhǔn)使用液（臨用時(shí)用二級實(shí)驗(yàn)室用水逐級稀釋至100μg/L）。

1.2儀器工作條件光電倍增管負(fù)高壓：260V;燈電流：45mA；原子化器高度：8mm；載氣：氬氣(0.25MPa）；載氣流量：400ml/min；屏蔽氣流量：800ml/min；讀數(shù)方式：峰面積；樣品液注入量：1.0ml；讀數(shù)時(shí)間：10s；延遲時(shí)間：ls。

1.3樣品預(yù)處理

稱取1.59固體樣品（或3.09液體樣品）于250ml燒杯中，加二級實(shí)驗(yàn)室用水至100ml；小心加入2ml過氧化氫和2ml硝酸，于95℃水浴th，使體積濃縮至50ml；靜置至室溫，移入1000ml容量瓶中，用二級實(shí)驗(yàn)室用水定容。試劑空白與樣品同時(shí)進(jìn)行預(yù)處理。

1.4樣品測定

分別從試劑空白和樣品預(yù)處理液中吸取25.0ml于25ml具塞比色管中，加入濃鹽酸2.5ml、硫脲一抗壞血酸溶液(100g/L）2.5ml，混勻，放置30min，上機(jī)測定。

1.5標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別取0、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0、5.0ml的砷標(biāo)準(zhǔn)使用液(0.10μg／ml）于25ml具塞比色管中，用二級實(shí)驗(yàn)室用水定容至刻度，加入濃鹽酸2.5ml、硫脲一抗壞血酸溶液(100g/L）2.5ml，混勻，放置30min，得到濃度為0、0.8、2.0、4.0、8.0、12.0、20.0μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，上機(jī)測定。以峰面積（y）對濃度（x）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2結(jié)果與討論

2.1載流液及其濃度的選擇

分別試驗(yàn)了硝酸、鹽酸、硫酸作為載流對測定的影響，結(jié)果表明，硫酸作為載流時(shí)，熒光強(qiáng)度較硝酸、鹽酸低，且硫酸腐蝕性強(qiáng)，易損壞儀器；而硝酸和鹽酸作為載流測得的熒光強(qiáng)度無明顯差異。但為與實(shí)驗(yàn)過程中所加酸保持一致，故本研究選擇鹽酸作為載流溶液。

當(dāng)鹽酸溶液濃度在5%-10%范圍內(nèi)時(shí)，方法的靈敏度高、重現(xiàn)性好，為節(jié)省試劑，本研究選擇5%鹽酸溶液作為載流溶液。

2.2硼氫化鈉一氫氧化鈉溶液濃度的選擇

通過對1、2、4、8g/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行比對試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氫氧化鈉溶液濃度在2g/L時(shí)，試驗(yàn)效果較好。故本實(shí)驗(yàn)選用氫氧化鈉溶液濃度為2g/L。

硼氫化鈉溶液濃度在20-25g/L范圍內(nèi)，砷熒光強(qiáng)度較高且較穩(wěn)定，因此，選擇硼氫化鈉溶液的濃度為20g/L。

2.3儀器工作條件的選擇

2.3.1載氣流量的選擇

分別用200、400、600、800ml/min的載氣流量進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)載氣流量為400ml/min時(shí)，儀器測定砷的靈敏度較高。故本研究選擇載氣流量為400ml/min。

2.3.2屏蔽氣流量的選擇

分別用400、800、1000ml/min的屏蔽氣流量進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)屏蔽氣流量為800ml/min時(shí)，儀器測定砷的靈敏度較高。故本研究選擇屏蔽氣流量為800ml/min。

2.3.3原子化器高度的選擇

載氣流量選擇400ml/min，屏蔽氣流量選擇800ml/min時(shí)，將原子化器高度分別在6-10mm之間進(jìn)行調(diào)整。結(jié)果表明，原子化器高度在8mm時(shí)，試驗(yàn)?zāi)塬@得滿意結(jié)果。故本研究選擇原子化器高度為8mm。

2.4線性范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限

在0.80-20.0μg/L的線性范圍內(nèi)，該方法所得砷的回歸方程為y=55.14lx-9.263，r=0.9998。在選定的較佳測定條件下，連續(xù)測定空白樣品11次，以3倍的空白標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算，方法的檢出限為0.40μg/L。若以取19聚合硫酸鐵樣品消化處理后定容至10ml計(jì)算，則氫化物原子熒光光譜測定法測定水處理劑聚合硫酸鐵中砷的檢出限為0.0040μg/g。

2.5精密度與準(zhǔn)確度試驗(yàn)

以某自來水廠水處理劑聚合硫酸鐵樣品1.59，按前面所述方法處理，并在樣品中分別加入5.0、10.0、20.0μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行砷的加標(biāo)回收試驗(yàn)。該方法的平均回收率為96.4%-103.0%，R.SD為2.5%-3.8%。見表1。

2.6干擾試驗(yàn)

向10μg/L砷標(biāo)準(zhǔn)液中加入各種離子進(jìn)行干擾試驗(yàn)，以測定結(jié)果較標(biāo)準(zhǔn)值偏差大于10%為存在干擾。結(jié)果表明，100倍的Zn2+、Fe3+、Fe2+、Ag+、Ni2+，50倍的Sn2+、Hg2+、Cu2+、Cr6+、Mn2+、C02+均不干擾測定。

2.7實(shí)際樣品的測定

應(yīng)用本法對淄博市多家自來水廠水處理劑聚合硫酸鐵試樣中的砷進(jìn)行檢測，其中，液態(tài)聚合硫酸鐵25份，固態(tài)聚合硫酸鐵8份，檢測結(jié)果均未超過GB14591-2006《水處理劑聚合硫酸鐵》中的砷限值，全部為I類聚合硫酸鐵[水處理劑聚合硫酸鐵按用途分為二類：I類供飲用水用（液態(tài)聚合硫酸鐵中砷的標(biāo)準(zhǔn)限值為0.0001%，固態(tài)聚合硫酸鐵中砷的標(biāo)準(zhǔn)限值為0.0002%)；II類供工業(yè)用水、廢水和污水用（無砷限值要求）]，且其中20份液態(tài)聚合硫酸鐵和7份固態(tài)聚合硫酸鐵未檢出砷。

2.8該方法與國標(biāo)法的比較

向不含砷的聚合硫酸鐵溶液中加入砷標(biāo)準(zhǔn)溶液（終濃度為10μg/L），分別采用本法與國標(biāo)中的二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法進(jìn)行測定，結(jié)果砷濃度分別為(10.86+0.27)和(10.52±0.42)μg/L，兩者間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05)。

3小結(jié)

筆者建立了氫化物原子熒光光譜法測定水處理劑聚合硫酸鐵中砷的方法。該方法簡便、快速，消耗試劑少，精確度和準(zhǔn)確度均較高，適用于水處理劑聚合硫酸鐵中砷的測定。