水中痕量砷、

一、 实验目的

（1） 掌握用原子荧光光谱测定痕量砷、 汞的基本原理和方法。

（2） 掌握原子荧光分光光度计的构造和操作。

二、 实验原理

镉和汞均是具有蓄积作用的有害元素， 因此监测各类环境样品中的镉和汞的含量、 控制人体内镉和汞的摄入量是控制其危害的重要预防措施。

将待测元素转化为气态， 从而与基体分离的蒸气发生技术和原子光谱法联用能提高测定的灵敏度， 因为待测元素与共存基体分离， 所以又可在一定程度上消除分子吸收或光散射引起的非特征光损失和其他共存元素的干扰。 但其目前仅局限于少量元素。 因此， 对蒸气发生技术进一步研究， 以扩大其测定元素范围， 成为原子光谱中的一个重要研究领域。

三、 仪器与试剂

1. 仪器

（1） AFS-230E双道原子荧光分光光度计， 附带断续流动全自动进样器（北京海光仪器公司）；

（2） AS-2镉高性能空心阴极灯（北京有色金属研究总院）；

（3） AS-2汞高性能空心阴极灯（北京有色金属研究总院）；

（4） 高纯氩气钢瓶（作为屏蔽气及载气）。

2. 试剂

（1） 盐酸（优级纯）；

（2） 氢氧化钠溶液：5g·L-1；

（3） 硼氢化钠溶液：15g·L-1（称取1.5g硼氢化钠溶解于5g·L-1氢氧化钠溶液中，并稀释至100m L）；

（4） 铁氰化钾溶液：50g·L-1；

（5） 硫脲溶液：50g·L-1；

（6） 镉标准溶液：1000mg·L-1（GBW（E）080531），由全国化工标准物质委员会标准物质研究开发中心研制；

（7） 镉标准使用液：100μg·L-1；

（8） 汞标准溶液：1000mg·L-1（GBW08617），由国家标准物质研究中心研制；

（9） 汞标准使用液：20μg·L-1；

（10） 盐酸：0.30mol·L-1；

（11） 硼氢化钠：15g·L-1。

本法所用试剂皆用超纯水（美国Millipore公司）配制， 实验所用玻璃器皿均用硝酸（20％）浸泡过夜处理。

四、 实验步骤

1. 实验方法

（1） 仪器条件。 光电倍增管负高压：280V； 灯电流： 镉灯60m A、 汞灯20m A； 原子化器高度：9mm； 载气流速：500m L·min-1； 屏蔽气流速：800m L·min-1； 积分方式：峰面积； 延迟时间：2s； 读数时间：15s。

（2） 标准曲线。分别吸取100μg·L-1镉标准溶液和20μg·L-1汞标准溶液0.0m L、1.0m L、2.0m L、3.0m L、 4.0m L、 5.0m L于50m L容量瓶， 加入1.25m L盐酸， 加入50g·L-1铁氰化钾溶液2m L、50g·L-1硫脲溶液5m L，用超纯水定容至刻度，摇匀。配制成含镉浓度为0μg·L-1、2μg·L-1、4μg·L-1、6μg·L-1、8μg·L-1、10μg·L-1，含汞浓度为0μg·L-1、0.4μg·L-1、0.8μg·L-1、1.2μg·L-1、1.6μg·L-1、2.0μg· L-1的混合标准系列。

2. 仪器参数的选择

（1） 光电倍增管负高压的选择。 随着负高压的增加， 相对荧光强度也增加， 但信号和噪声水平也同时增加， 因此在满足检测灵敏度要求的情况下， 尽可能选择较低的负高压。 本方法选择负高压为280V。

（2） 灯电流的选择。 随着灯电流的增加， 荧光强度也相应增强， 但过大的灯电流会缩短灯的寿命， 还可能产生自吸收。 本方法选择镉灯电流为60m A， 汞灯电流为20m A。

（3） 镉和汞荧光强度积分方式和时间的选择。 仪器对镉荧光强度的测量方式可以根据情况选择峰高或峰面积积分。 本方法选择峰面积积分方式， 这有利于将氢化物发生、 传输过程中的不稳定因素带来的测定波动降至最低， 提高镉的测定精度。 通过实验发现， 镉的峰值在2s时开始升至最高， 汞的峰值在1s时已达最高， 综合两元素同时测定条件考虑， 本法选择延迟读数时间为2s， 积分时间为15s。

（4） 电炉丝是否点火加热的确定。一般情况下，通过加热方式来进行原子化，研究表明镉的蒸气产生后，在不加热的情况下就已经开始原子化，电炉丝未点火加热也能测定，这点和汞的测定相同，但在点火加热原子化时，记忆效应明显减少，最终本方法选择点火加热进行原子化。

（5） 原子化器高度的选择。 分别将原子化器高度调至7～12mm后测定镉和汞标准溶液的荧光强度。 实验结果表明， 镉元素在原子化器高度为8～9mm时荧光强度最大， 汞元素在原子化器高度为10～12mm时荧光强度最大。 综合镉和汞同时测定因素考虑， 本方法选择原子化器高度为9mm。

（6） 屏蔽气及载气流速对荧光强度的影响。分别将载气流速调至300～700m L·min-1，将屏蔽气流速调至500～1100m L·min-1，测定镉和汞标准溶液的荧光强度。实验结果表明载气流量过大会稀释原子化器内待测元素的浓度， 导致荧光强度减小；而载气流量过小，火焰则不稳定。综合考虑后，最后确定采用载气、屏蔽气流量分别为500m L·min-1和900m L·min-1。

思 考 题

1. 比较原子吸收分光光度计和原子荧光分光光度计在结构上的异同点。

2. 水中的痕量镉和汞为什么能同时进行测定？