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水处理剂聚氯化铝中砷的原子荧光测定法

聚合氯化铝 发布时间:2014年3月6日

水处理剂聚氯化铝属无机高分子混凝剂

仪器

北京吉天AFS-930原予荧光光度计,具砷特种空心阴极灯(北京有色金届研究院)。

超纯水机(美国PALI,公司,型号JPurelab Classic UV)

试剂:

砷标准溶液(p(As) =0:00mg/L),购自国家标准物质研究中心。

砷的标准使用液(50.0 pg/L):精确吸取IO.OO mL砷标准溶液(1.2.I)于IOOm镕量瓶中,用 超纯水定容至刻度。

硝酸(p= 1.42 g/mL),优级纯。

盐酸(p=1.19 g/mL),优级纯。

硫脲,抗坏血酸溶液:称取1009硫脲(分析纯)加约80mL纯水,加热溶解,冷却后加入10.0g 抗坏血酸(分析纯),并使之溶解,以纯水定容至lOOmL.

硼氢化钾溶液(20 g/L):称取2gKOH(优级纯)溶于200ml纯水中,加入209硼氢化钾(分析纯),并使之溶解,以纯水定容至1000mL。

实验条件

仪器条件

根据仪器性能调至如下蛀佳工作状态:光电倍增管负高压:270V,灯电流:80 mA,原子化器 加热温度:200℃,原子化器高度:8 mm,载气(氩气)压强:0.02 MPa,载气流量:400 mUmin, 屏蔽气流量:800mUmin。

测量条件

测量方式:Std.Curve,读数方式:Peak.Area,分析样液注入量:0.5mL,读数时间:7s,延迟时间:2s。

样品预处理

准确称取19聚氯化铝样品于消化管中,加入3.00 mL超纯水和3.0 mL浓硝酸溶液,在恒温消解仪(不能高于200℃)加热消解至消化液澄清为止。稍冷后,用少量水洗涤消化管,再加热并赶酸, 当消解液剩下3.0 mL左右时,取下放冷,用超纯水将消化液转入50 mL比色管中,用超纯水定容。 准确移取消化液IO.O mL于25.0 mL比色管中,加入1ml硫脲一抗坏血酸(1.25)溶液后待测,同时做空白试验。

测定

准确移取砷的标准使用液(1.2.2)10mL于25.0mL比色管中,加入lmL硫脲,抗坏血酸(1.2.5) 溶液,用自动配制标准溶液法以此50ltg/L砷标准应用液作为母液,配制成0.00、10.OO、20.00、30.00、 40.00、50.00pg/L的标准系列,同时以自动进样法测定各点荧光强度值,最后扣除标样空白值后绘制成砷浓度一荧光强度标准曲线图。

样品测定:以自动进样的方式分别吸取试剂空白和已作样品预处理的聚氯化铝样品0.5mL(与标准加入量相同),分别测定试剂和样品溶液荧光强度值,然后根据荧光强度一浓度工作曲线,样品稀释倍数计算出聚氯化铝样品中砷的含量。

实验结果

方法的精密度

以某自来水厂水处理剂聚氯化铝为样本,样本先经加标然后消化处理后分别制各成砷含量低、中、高3种试样,每种浓度平行测定6次,相对标准偏差结果见表l。

方法的准确度

将水处理剂聚氯化铝样品混匀,制成3份均匀性良好的试样,分别加入不同的砷标准溶液,制成低、中、高浓度的加标试样,水样经消化处理后每种加标试样平行测定6次,计算加标回收率。

检出限和线性

在上述实验条件及仪器条件下,砷浓度在0-50.0Lg/L范围内线性关系良好相关系数r>0.999。 根据国际理论与应用化学联合会(IUPAC)对检出限的定义,“检出限”根据能以适当置信度被检出的最小测定值信号XL求得:XL=XB+ KSB,式中XB是空白样品多次测定的平均值,SB是空白测定 值的标准偏差,K是所需置信度选定的系数,一般取值为3。根据这一要求,AFS-930原子荧光光 度计工作站设定了检出限分析操作系统,通过运算,砷的检出限为0.36yg/L,若以取19聚氯化铝样品进行消解,消化处理后定容至50mL分析算,则原子荧光法检测水处理剂聚氯化铝的最低检出浓 度为0.018yg/g。

方法的实际应用

应用原予荧光法随机对中山市内多间自来水厂的水处理剂聚氯化铝试样中的砷进行检测,其中 液体的水处理剂聚氯化铝20份、固体的水处理剂聚氯化铝10份,全部为1类聚氯化铝(聚氯化铝按用途分丸二类:I类供生活饮用水用:2类供工业用水、废水和污水用),结果分布如表3所示。 表3 I类聚氯化铝试样中砷的含量分布

讨论

硼氢化钾浓度的选择:

硼氧化钾作为反应体系中的还原剂,是氢化物一原予荧光法中最重要的试剂‘刘,其浓度变化直接 影响砷的荧光强度,在本方法试验中共选择了0 5%.15%的硼氢化钾溶液进行试验,试验结果表明, 硼氢化钾浓度为0.5%时,砷标准曲线线性关系欠佳,相关系数r<0.9900,无法进行样品的测定;在1% - 2%范围内,随着硼氢化钾浓度的增加,还原能力逐渐增强,砷的荧光强度值不断增大,随后荧 光强度值随硼氧化钾浓度的增加反而逐渐降低。其原因是硼氢化钾浓度低,则还原能力不足,反应速度慢,荧光强度值低,且荧光信号不稳定:硼氢化钾浓度过高,在实验过程中产生大量的氢,稀 释了所产生的氢化物,又导致荧光强度降低。因此,应用原子荧光法检测水处理剂聚氯化铝中砷实验选择硼氢化钾溶液浓度值为2%( 20g/L)。

反应时间对测定的影响:

砷的化合物有三价和五价两种状态存在,应用原子荧光法检测水处理剂聚氯化铝中砷,以湿式消化法对水处理剂聚氯化铝进行消解预处理之后,加入盐酸和硫脲.抗坏血酸溶液的目的是将消解液中的五价砷还原为三价的砷,三价的砷与硼氢化钾反应生成AsH3后再经检定。故此,通过实验确 定反应的最佳时间非常重要。实验中配制一定浓度的试样经湿式消化后加入盐酸和硫脲.抗坏血酸溶液摇匀后待检,每隔15分钟检测一次荧光强度,历时三小时,实验结果表明,在反应的1小时内荧光 强度随着反应时间的增加而增大,当达到60分钟时荧光强度值达到最大值,并且在60分钟-120分钟 内荧光强度保持在较稳定的水平,120分钟过后强度开始下降。显然这是由于当反应时间不够时,消 解液中的五价砷还未完全转换为三价砷,荧光强度偏低;而当反应时间过长,还原剂浓度渐降后, 三价砷又会被氧化为五价,导致荧光强度下降。所以应用原子荧光法检测水处理剂聚氯化铝中砷时,加入盐酸和硫脲.抗坏血酸溶液后摇匀应待放置一小时后才上机测定,上机测定应限制在往后的一小时内完成。

载气与屏蔽气流量的选择:

载气与屏蔽气流量是影响原子荧光法检测水处理剂聚氯化铝中砷的重要因素。过高的载气流量会稀释了氢化物的浓度,使荧光强度变小:过低的流量则难以迅速将氢化物带入原子化器中。屏蔽 气是保护性气体,阻止空气进入原子团,防止荧光淬灭,其流量对测定的也有影响。本实验选择载气流量为400ml/min,屏蔽气流量为800ml/min。

反应介质的盐酸浓度的选择:

反应介质的盐酸浓度以5%HCI为宜,蜂高较稳定。实验表明,过低浓度的反应介质则出现双头峰,荧光强度下降。反应介质的盐酸浓度过高,反应过于剧烈,产生大量气泡,且空白增大,噪声增大,氢火焰不稳定,塌后造成结果不稳定。

本文摘自《职业与健康》,作者:冯银凤、丁丽燕等人