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重庆水利电力职业技术学院 成人高等学历教育毕业论文

应用原子荧光法测定砷 含量的实验中抗坏血酸的使用

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二〇一四年十月

摘 要

本文通过利用PF6-2双道原子荧光光度计对水样中砷含量的测定，分析了在用原子荧光法测定砷的过程中，加入抗坏血酸作为还原剂与单纯只用硫脲做还原剂对监测结果的影响。

Abstract

Through the use of the PF6-2 dual channel atomic fluorescence spectrometer to the determination of arsenic content in water samples analyzed in the process of determination of arsenic by atomic fluorescence, add ascorbic acid as a reducing agent alone only with thiourea reductant monitoringresults.

关键词：原子荧光光度计；砷；抗坏血酸； 硫脲

目录

1.前言

1.1研究砷污染的重要性

人类进入新的世纪，保护生态环境，促进持续发展成为人类面临的一个重要问题。近年来随着工业的发展和人们环境保护意识的增强，社会对于重金属的污染防治越来越重视。而砷作为一种对人类危害大，且是我国实施排放总量控制的指标之一，则关于砷的环境监测，是我国目前经济和社会发展中的一个亟待解决的重要问题。 1.2砷的特性与来源

砷（AS），是一种银灰色半金属，具有两性元素性质，在自然界广泛分布。砷有三种形态：元素砷，三价砷（亚砷酸）盐、五价砷（砷酸）盐。元素砷没有毒性，砷及其可溶性化合物均有剧毒。三价砷化物的毒性比五价的高。三氧化二砷引起成人中毒剂量为5~50MG，致死剂量为60~300MG。WHO暂定砷最大允许摄入量每日为0.05MG/KG体重。元素砷有灰、黄、黑三种同分异构体，灰色晶体具金属性，质硬而脆。相对密度5.727（14℃），615℃时升华。熔点814℃（在3.64×106PA大气压下），不溶于水，溶于硝酸及王水。在空气中表面很快氧化而失去光泽。200℃时通入氧气，即发荧光。砷的蒸气在空气中很快被氧化。自然界中砷主要以砷化物存在。砷的可溶性化合物毒性极强，常见的砷化物有三氯

化砷、三氧化二砷（俗称砒霜）、五氧化二砷、砷酸、砷酸钙。含砷矿物主要是硫化物，主要为斜方铁矿（FeAs2）、雄黄（AsS）、雌黄（As2S3）、砷黄铁矿（FeAsS）、辉砷镍矿（NiAsS）、硫砷铜矿（CuSAsS4）、辉钴矿（CoAsS）。 1.3砷污染的处理

砷的主要处理方法有硫化物沉淀法, 或与多价重金属如三价铁等络合并与金属氢氧化物进行共沉定。第二种方法是水处理技术中常采用的传统混凝沉降法。 此外也可采用活性炭和矾土吸附或离子交换。常用的处理方法是铁盐法、铝盐法、硫化物沉淀法、钙镁离子沉淀法、吸附法、离子交换法、萃取法、生物法（例如废水中的三价砷也可以先用微生物 Pseudomonas Putida 及Alcaligenes eutrophus 处理，再用磷酸盐及石灰处理的方法去除）。 1.4砷污染的监测

目前我国环境监测中对于砷的监测分析方法很多，常用的有新银盐分光光度法、二乙氨基二硫代甲酸银光度法、氢化物发生-原子吸收法和ICP-AES法等，而最常用是原

子荧光法。尤其是在水质检测中，由于砷的毒性很大，因此是必不可少的水质指标之一。

本文通过利用PF6-2双道原子荧光光度计对水样中砷含量的测定，分析了在用原子荧光法测定砷的过程中，加入抗坏血酸和硫脲共同作为还原剂与单纯只用硫脲做还原剂对监测结果的影响。

2.论文主要内容

2.1方法概述

原子荧光光度法与二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法、硼氢化钾-硝酸银分光光度法相比，具有操作简便、用样量少、灵敏度和准确度高、测量重现性好、自动化程度高、适合大批量分析等特点。适用于地表水、地下水、大气降水、污水及其再生利用水中砷的测定。

而根据一些方法中的要求，配制的预还原剂溶液不仅有10%的硫脲还有10%的抗坏血酸。为了确定二种预还原剂对实验结果的影响，现配制二种溶液，一种仅为10%的硫脲，另一种为10%的硫脲和10%的抗坏血酸的混合溶液。用这二种预还原剂在相同的实验条件下对标准样品200430（0.349mg/L，不确定度为0.025 mg/L）进行分析，对实验结果进行分析评价。 2.2方法原理

样品经预处理，其中各种形态的砷均转变成三价砷(As3+)，加人硼氢化钾(或硼氢化钠)与其反应，生成气态氢化砷，用氩气将气态氢化砷载入原子化器进行原子化，以砷高强度空心阴极灯作激发光源，砷原子受光辐射激发产生荧光，检测原子荧光强度，利用荧光强度在一定范围内与溶液中砷含量成正比的关系计算样品中的砷含量。 2.3干扰

采用氢化物发生法，使得待测元素与基体分离，干扰很少，共存离子和化合物不干扰测定。当砷含量为11. 42pg/L时，若共存离子分别为1000pg/L三价铁、101如g/L二价锰、1000pg/L二价镍、13090pg/L二价锌、100oopg/L六价铬、200pg/L二价汞、20pg/L二价铅，对测定无干扰。 2.4仪器和试剂 1. 仪器和设备

①普析通用PF6-2原子荧光光度计； ②砷高强度空心阴极灯； ③常用玻璃量器。 2. 试剂

①所用水均指去离子水或同等纯度的水、氩气:纯度99.99%以上； ②硝酸、高氯酸、氢氧化钾和盐酸均为优级纯；

③7%硼氢化钾溶液：称取7g硼氢化钾于预先加有2gKOH的200ml去离子水中，用玻璃棒搅拌至溶解后，用脱脂棉过滤，稀释至1000ml。此溶液现用现配。 ④10%硫脲溶液：称取10g硫脲微热溶解于100ml去离子水中。

⑤10%硫脲和10%抗坏血酸混合溶液：称取10g硫脲微热溶解于100ml去离子水中，同时称取10g抗坏血酸溶解于上述溶液中。

⑥砷标准贮备溶液：称取0.1320g经过105℃干燥2h的优级纯As2O3，溶于5ml 1mol/LNaOH溶液中，用1mol/LHCL中和至酚酞红色褪去，稀释至1000ml。此溶液1.00ml含0.1mgAs。

⑦砷标准工作溶液：移取砷标准贮备溶液5.00ml于500ml容量瓶中，以1mol/LHCL溶液定容，摇匀。此溶液1.00ml含1.00μgAs，再移取此溶液10ml于100ml容量瓶中，用1mol/LHCL溶液定容，摇匀。此溶液1.00ml含0.10μgAs。 2.5 分析步骤 1、校准曲线的绘制

用含As 0.1μg/ml的标准工作溶液制备标准系列，分别移取0.0ml、1.0 ml、2.0 ml、4.0 ml、8.0 ml、12.0 ml、16.0 ml的砷标准工作溶液于100ml容量瓶中，加入12mlHCL、8ml 10%硫脲溶液（试剂④）或10%硫脲溶液和10%抗坏血酸的混合溶液（试剂⑤），用去离子水定容，摇匀后按照样品测定步骤进行操作。记录相应的相对荧光强度，绘制校准曲线。 2、样品的测定

移取20ml清洁的水样于50ml烧杯中，加入3mlHCL，10%硫脲溶液（试剂④）或10%硫脲溶液和10%抗坏血酸的混合溶液（试剂⑤）2ml，混匀。放置20min后，用定量加液器注入5.0ml于原子荧光仪的氢化物发生器中，加入4ml硼氢化钾溶液，进行测定，或通过蠕动泵进样测定，但须通过设定程序保证进样量得准确性和一致性，记录相应的相对荧光强度值。从校准曲线上查得测定溶液中砷的浓度。

2.6 数据处理及计算

由校准曲线查的测定溶液中各元素的浓度，再根据水样的预处理稀释体积进行计算。计算公式如下：

砷(μg/L)=（V1C）/V2

式中：C ——从校准曲线上查得相应测定元素的浓度（μg/L）； V1 ——测量时水样的总体积，（mL）；

V2 ——预处理时移取水样的体积（ml）。

3.数据分析

用试剂④10%硫脲溶液测定标准样品6次（单位为μg/L），方法精密度见下表：

用试剂⑤10%硫脲和10%抗坏血酸混合溶液测定标准样品6次（单位为μg/L），方法精密度见下表：

根据给定的置信水平95%，f大=f小=5，查表知F表为5.05，应用F检验法，知 F计算=32/2.42=1.56；因F计算小于F表，

再根据t检验法，知t计算=[（348-347）/2.4]×[（6×6）/（6+6）]1/2=0.72； 因f=10, 置信水平95%,查表知t表=2.23； 因此t计算小于t表；

综上所述，二种方法无显著性差异。

4. 总结

在相同实验条件下，通过利用二种溶液对标准样品200430进行的测定，经检验，二种方法

的准确性和精密度均能达到《环境水质监测质量保证手册》（第二版）及相关要求，且没有显著性差异，可以直接应用。

5. 致谢

在本文的撰写过程中，闫光明老师作为我的指导老师，他治学严谨，学识渊博，视野广阔，为我营造了一种良好的学术氛围。置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了明确的学术目标，领会了基本的思考方式，掌握了通用的研究方法，而且还明白了许多待人接物与为人处世的道理。其严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力，与无微不至、感人至深的人文关怀，令人如沐春风，倍感温馨。正是由于他在百忙之中多次审阅全文，对细节进行修改，并为本文的撰写提供了许多中肯而且宝贵的意见，本文才得以成型。

在此特向闫老师致以衷心的谢意！向他可挑剔的敬业精神、严谨认真的治学态度、深厚的专业修养和平易近人的待人方式表示深深的敬意！

参考文献

[1]国家环境保护总局和水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法（第四版）（增补版）.中国环境科学出版社. 2010.10. [2]SL.327.1-2005.中华人民共和国水利部, 2006.1.

[3]中国环境监测总站和《环境水质监测质量保证手册》编写组. 环境水质监测质量保证手册（第二版）.化学工业出版社.2011.8.