高壓密閉消解_原子熒光光度法測定涂料中砷含量的應(yīng)用方案

引言：
 涂料作為一種裝飾及功能性材料，已廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和生活中。涂料中的砷不僅會造成環(huán)境污染，而且是一種致癌物質(zhì)，會在人體中積累，造成嚴重傷害。因此限制涂料中砷含量是十分有必要的。涂料中砷含量測定的主要方法有X射線熒光光譜法、電感耦合等離子體法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法。有關(guān)原子熒光光譜法測砷的研究已有報導(dǎo)，所使用的處理方法為濕法消解和微波消解，操作過程有一定的危險，且檢出限較高。高壓密閉消解-原子熒光光譜法元素不易揮發(fā)，操作安全可靠，檢出限較低，在土壤、礦產(chǎn)、飼料、環(huán)境等已采用原子熒光光譜法測定砷。
本文用高壓密閉消解-原子熒光光譜法測定了涂料中有害重金屬砷的總量，方法簡單、快速、靈敏、準(zhǔn)確。

一、實驗部分
1.1儀器與試劑
原子熒光光度計（AFS-680），附有砷空心陰極燈。
鹽酸、硝酸為優(yōu)級純，實驗用水為二次蒸餾水。
硼氫化鉀溶液：稱取0.5g氫氧化鉀于燒杯中，用少量水溶解。稱取1.5g硼氫化鉀放入氫氧化鉀溶液中，溶解后用水稀釋至100mL，搖勻。此溶液應(yīng)避光保存，現(xiàn)用現(xiàn)配。
硫脲-抗壞血酸溶液：分別稱取5g硫脲和抗壞血酸，用水微熱溶解并稀釋至100mL。
砷（As）標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，濃度為1000μg/mL。

1.2儀器工作條件
原子熒光光度計工作條件：光電倍增管負高壓為280V, 砷燈電流為80mA，原子化器溫度為200℃，載氣流量為500mL/min，屏蔽氣流量為1000mL/ min，原子化爐高度為8mm，測量時間為10s，延遲時間為1s。

1.3  樣品的處理
稱取試樣0.5g置于高壓消解罐的聚四氟內(nèi)罐中，加入10mL硝酸，蓋好內(nèi)蓋，旋緊不銹鋼外套，放入恒溫干燥箱，140～160℃保持3～4h，自然冷卻至室溫，然后緩慢旋松不銹鋼外套，將消解內(nèi)罐取出，用少量水沖洗內(nèi)蓋，放在控溫電熱板上于120℃趕去棕色氣體。取出消解內(nèi)罐，將消化液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，用少量水洗滌內(nèi)罐3次，加入2.5mL鹽酸、10mL硫脲-抗壞血酸溶液，用水稀釋至刻度，搖勻放置半個小時。在與標(biāo)準(zhǔn)溶液系列相同的測定條件下，用原子熒光光度計測定試液的熒光強度。同時進行空白試驗。根據(jù)試液和空白試驗溶液的熒光強度值用工作曲線計算出砷的濃度。


二、結(jié)果與討論
2.1酸度的影響
  酸度影響氫化物發(fā)生的速度、轉(zhuǎn)化率及從水相中釋放出來的速度，因此對5種不同載流鹽酸濃度的樣品回收率進行了考察試驗。從圖1可見，隨著鹽酸濃度的增加，砷的回收率增加，當(dāng)鹽酸濃度大于5.0%時，砷的回收率趨于穩(wěn)定，5.0%～8.0%的范圍內(nèi)，酸度對其測量影響不大。綜合考慮樣品處理和預(yù)還原等方面后，本標(biāo)準(zhǔn)選擇5%的鹽酸作為氫化物發(fā)生載液。

2.2還原液的濃度
  高壓密閉消解-原子熒光光度法中的還原劑采用硼氫化鉀-氫氧化鉀作為整個反應(yīng)體系中的還原劑，熒光強度與氫化元素形成氫化物的難易程度有關(guān)，濃度過低反應(yīng)慢，信號弱；濃度高，過多的氫氣易沖稀基態(tài)原子濃度和造成熒光淬滅。試驗表明，在0.50%～1.5%的濃度范圍內(nèi)，隨著硼氫化鉀濃度的增加，砷的熒光強度增加，并在濃度1.5%時，熒光強度達到最大，隨后隨著硼氫化鉀濃度的增加，易產(chǎn)生過多的氫氣進入原子化器，導(dǎo)致熒光強度下降，試驗結(jié)果見表1。綜合考慮，本方法選擇KBH4的濃度為1.5%。

2.3  工作曲線和檢出限
  為考察原子高壓密閉消解-熒光光度法測定砷的線性范圍和檢出限，按實驗方法對濃度范圍0μg/ L～100.0μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液進行測定，繪制濃度與熒光強度的曲線為I=111.521*C-57.473，線性相關(guān)系數(shù)R=0.9996，測定標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍為0μg/L～100.0μg/L。
  按實驗方法進行11份空白試驗，根據(jù)公式 DL=3×SD/K（3倍樣品空白溶液熒光強度的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率）及定容體積、樣品質(zhì)量，計算得到方法檢出限為0.02μg/kg。

2.4回收率實驗
  為檢驗方法的準(zhǔn)確度，分別選取3種涂料樣品作為加標(biāo)基質(zhì)，通過低、中和高3個含量進行加標(biāo)測試并計算其回收率，結(jié)果見表2。樣品的加標(biāo)回收率在88.5%～110.0%之間，說明該方法的前處理過程不存在砷元素損失情況，檢測方法穩(wěn)定可靠。


2.5方法的精密度
  對四組樣品分別進行8次精密度試驗，結(jié)果見表3。高壓密閉消解-原子熒光光度法的標(biāo)準(zhǔn)偏差較小，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在6.0%以內(nèi)，精密度高，適宜用來測定不同種類涂料中砷的含量。


2.6比對試驗
對五組樣品分別用高壓密閉消解-原子熒光光度法(HG-AFS)和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）測定砷含量，結(jié)果見表4。由表4可以看出，本方法的測定結(jié)果與電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法的測定結(jié)果相吻合。


三、結(jié)論
  本文建立了高壓密閉消解-原子熒光光度法測定涂料中砷的分析方法，對檢測條件進行了優(yōu)化。該方法測定涂料中砷含量的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在6.0%以內(nèi)，加標(biāo)回收率在88.5%～110.0%之間，符合光譜分析的一般要求。且該方法檢出限低，有著較高精密度和準(zhǔn)確度，能夠滿足涂料中砷含量的日常檢測需求。