1.1仪器与试剂
AFS9900型原子荧光光谱仪;HH8型数显恒
温水浴锅;LabTach型恒温电热板。
砷标准储备溶液:1000mg·L-1,使用时用水
稀释至所需质量浓度。
汞标准储备溶液:1000mg·L-1,使用时用水
稀释至所需质量浓度。
硝酸盐酸混合溶液:用硝酸(1+1)溶液和盐酸
(1+1)溶液按1∶3的体积比混合。
硫脲抗坏血酸混合溶液:称取硫脲5g和抗坏
血酸5g,用水溶解并稀释至100mL。
硼氢化钾溶液:20g·L-1,称取氢氧化钾8.0g
放入盛有1L水的烧杯中,溶解后再加入硼氢化钾
20g,溶解混匀,现用现配。
氩气纯度为99.99%;硝酸、盐酸为优级纯;其
余试剂均为分析纯;试验用水为超纯水。
1.2仪器工作条件
水浴加热温度以水沸腾为准;电热板的加热温
度为(100±5)°C;原子荧光光谱仪的工作条件见
表1。
1.3试验方法
1.3.1样品预处理
水浴消解:取整张滤膜(直径为90mm),用陶
瓷剪刀剪成小块放入50mL比色管中,加入硝酸
盐酸混合溶液15.0mL,使滤膜浸泡其中,轻轻盖上
塞子,置于水浴锅中,沸腾加热消解2h。消解结束
后,取出比色管,冷却后用水定容,摇匀,静置待溶液
澄清电热板消解:取整张滤膜(直径为90mm),用
陶瓷剪刀剪成小块置于100 mL聚四氟乙烯烧杯
中,加入硝酸盐酸混合溶液15.0mL,使滤膜浸泡
其中,盖上表面皿,放置在电热板上,于(100±5)°C
加热消解2h,冷却后转移至50mL比色管中,用水
定容,摇匀,静置待溶液澄清。
取同批号空白滤膜两份,按样品预处理相同步
骤同时操作,制备成空白溶液1.3.2样品分析
分别移取适量上述预处理的空白溶液和样品溶
液于25mL比色管中,加入盐酸1.5mL、硫脲抗坏
血酸混合溶液2.5mL,用水定容,摇匀,放置30min
后,按仪器工作条件测定砷。如果样品中砷的浓度
超出测定范围,应减少取样量或将样品溶液适当稀
释后再重新测定。
按仪器工作条件对上述预处理的空白溶液和样
品溶液中的汞直接进行测定,如果样品中汞的浓度
超出测定范围,应将样品溶液适当稀释后再测定2结果与讨论
2.1滤膜的选择
测定大气颗粒物中的砷、汞时,滤膜的机械强
度、稳定性、颗粒物的捕集效率、气体阻力和负荷量、
元素本底值等选择标准,以及滤膜的材质、产地及规
格等因 素 对 采 样 过 程 及 测 定 结 果 都 有 一 定 的 影
响[25]
。不同的酸消解体系和消解方法对滤膜中砷、
汞的提取效率也存着差异[26]
。目前国内已颁布的
标准中多采用玻璃纤维滤膜和过氯乙烯滤膜等采集
颗粒物样品。试验选取石英滤膜、微孔滤膜、醋酸纤
维滤膜、聚偏氟乙烯滤膜、丙纶乙烯滤膜和玻璃纤维
滤膜等6种材质的滤膜,在水浴和电热板加热两种
消解条件下,测定空白滤膜中砷和汞的本底值,结果
见表2。
由表2可知:空白玻璃纤维滤膜中砷、汞的本底
值较高,其他5种滤膜中砷和汞的本底值均较低。
在水浴和电热板消解过程中,聚偏氟乙烯滤膜和丙
纶乙烯滤膜呈塑料状漂浮在酸溶液上面,达不到完
全浸提或消解的目的,而微孔滤膜和醋酸纤维滤膜
却能够完全溶解。综合考虑元素的提取程度、材质
和价格等因素,试验选用微孔滤膜采集颗粒物样品。
2.2标准曲线及检出限
分别将1000mg·L-1的砷、汞标准储备溶液
用盐酸(5+95)溶液逐级稀释成0.100mg·L-1的
砷、汞标准溶液,再取适量,根据1.3.2节配制成0,
2.00,4.00,8.00,16.0,32.0,64.0μg·L-1的砷标
准 溶 液 和0,1.00,2.00,4.00,8.00,10.0,
12.0μg·L-1的汞标准溶液,按仪器工作条件进行
测定,以砷、汞的响应荧光强度和对应的质量浓度进
行线性回归,其线性范围、线性回归方程和相关系数
见表3。
根据HJ168-2010《环境监测 分析方法标准
制修订技术导则》[27]中相关规定,空白滤膜经预处
理后平行测定7次,以测定结果的标准偏差计算出
方法的检出限,以4倍的检出限作为测定下限,结果
见表3。
2.3方法的精密度和准确度
试验分别于同一批次的每张空白滤膜中加入约
30mg颗粒物参考物质(1648a)或一定量的土壤标
准物质(GSS3和GSS5)制成模拟样品,分别用水
浴消解法和电热板消解法进行预处理,按仪器工作
条件测定砷和汞,各平行测定6次,结果见表4
由表4可知:经水浴和电热板加热消解后砷和
汞的测定值与认定值相符,砷、汞的测定结果的相对
标准偏差(RSD)均小于5.0%。
2.4回收试验
将空白滤膜样品剪碎到容器中,加入一定量的
砷、汞标准溶液,分别用水浴消解法和电热板消解法
进行处理,按仪器工作条件各平行测定6次,计算加
标回收率,结果见表5
由表5可知:经水浴和电热板加热消解后砷的
加标回收率在90.3%~104%之间,汞的加标回收
率在82.0%~114%之间。
2.5样品分析
将滤膜样品剪碎到容器中,分别用水浴消解法
和电热板消解法进行预处理,按照仪器工作条件测
定砷、汞,重复测定6次,结果见表6。
由表6可知:滤膜样品经水浴和电热板加热消
解后,砷的RSD在1.6%~4.2%之间,汞的RSD在
7.2%~19%之间。颗粒物样品中砷的含量较高,测
定结果的相对标准偏差较低,而汞的含量较低,测定
结果的相对标准偏差就比较高。
本工作建立了大气颗粒物中砷、汞污染物同时
采样、同时消解后利用原子荧光法进行测定的方法,
方法简便快速、灵敏度高、选择性好,精密度和准确
度均能满足微量分析的要求。方法中采用同时消解
的预处理方法,操作简单,试剂用量少,消耗时间短,
省时省力,还能减少成本。