氢化物发生-原子荧光法测定生活垃圾堆肥产品中砷
摘要：采用硝酸-高氯酸消解堆肥样品，试样中各种形式存在的砷转化为可溶态砷离子进入溶液中，加入硫脲使五价砷还原为三价砷，再加硼氢化钾（或硼氢化钠）使之还原成气态砷化氢。由载气将其导入电热石英原子化器中原子化，在特制砷空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光的强度与砷含量成正比，与标准系列比较即可定量。
关键字：氢化物发生 原子荧光法 砷
1 方法原理
采用硝酸-高氯酸消解堆肥样品，试样中各种形式存在的砷转化为可溶态砷离子进入溶液中，加入硫脲使五价砷还原为三价砷，再加硼氢化钾（或硼氢化钠）使之还原成气态砷化氢。由载气将其导入电热石英原子化器中原子化，在特制砷空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光的强度与砷含量成正比，与标准系列比较即可定量。
2 样品的采集、保存与制备
2.1样品的采集与保存
将采集的堆肥样品（不少于1kg）去除杂物后混匀，用四分法将样品缩分至约500g，装于洁净、干燥的500ml具有磨口塞的广口瓶或聚乙烯瓶中，密封。
2.2试样制备
将上述瓶中样品混匀后再经两次缩分取出约100g风干，迅速研磨至全部通过1.0mm尼龙筛。混匀后备用。
3 实验部分
3.1仪器和测量条件
AFS-830型双道原子荧光光度计，砷空心阴极灯，氩气钢瓶，自动进样器或手动进样器。仪器测量条件见表1。
表1 仪器测量条件
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3.2试剂
所用硝酸、盐酸、高氯酸、氢氧化钠均为优级纯，水为去离子水。
硫脲-抗坏血酸混合溶液，5%。
硼氢化钾溶液，2%：用时现配。
盐酸溶液，体积分数为5%。
砷标准贮备液，1.00mg/ml：称取110℃烘2h的优级纯三氧化二砷0.1320g，用10%氢氧化钠溶液2ml溶解后，再加入5%盐酸溶液4ml，转移到100ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。
砷标准中间液，100μg/ml：移取10.00ml砷标准贮备液于100ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。
砷标准使用液：1.00μg/ml：用时现配。
3.3实验方法
3.3.1试液制备与测定
称取试样0.5g(精确至0.0001g)于100～150ml锥形瓶中，用几滴水润湿后加20ml硝酸置电热板上低温加热，蒸发至约5ml时，加入5ml高氯酸于电热板上中温加热（若试液呈深颜色应及时补加硝酸）。当蒸至白色高氯酸浓烟基本冒尽且坩埚内容物呈浅色粘稠状时，取下稍冷，用水冲洗坩埚盖和内壁，并加入（1+1）盐酸溶液2ml温热溶解残渣，转移至50ml容量瓶中，再分别加入5%硫脲-抗坏血酸混合溶液、1+1盐酸溶液各5ml，用水稀释至标线，摇匀，放置20min。用去离子水代替试样，采用相同步骤和试剂制备全程序空白溶液，并按上述仪器测量条件测定试液及空白溶液的荧光强度。
注意：各地堆肥产品组分不同，所含有机质差异较大，消解时应注意观察，酌情增减各种酸的用量。
3.2.2 校准曲线
准确移取0.05μg/ml砷标准使用液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、8.00、10.00ml于50ml具塞比色管中，再分别加入5%硫脲-抗坏血酸混合溶液5ml，用5%盐酸溶液定容至标线，摇匀，依次测定其荧光强度，绘制校准曲线。
3.3.3 结果表示
堆肥样品中砷的含量W（mg/kg）按下式计算：
W=c×V/[m×(1-f)]
式中，c为试液的吸光度减去空白试验的吸光度，然后在校准曲线上查得砷的浓度（ng/ml）；V为试液定容的体积，ml；m为称取试样的重量，g；f为风干试样含水量。
A1称取风干试样5～10g（准确至0.01g）于称量瓶中，在105℃烘箱中烘4～5h，烘干至恒重。
A2以百分数表示的风干试样含水量f按下式计算：
F(%)=[(W1-W2)/W1]×100%
式中，f为风干试样含水量，%；W1为烘干前试样重量，g；W2为烘干后试样重量，g。
4结果与讨论
4.1 酸度的影响
按前述实验方法操作，考察了酸的种类和浓度对测定的影响。试验结果表明，氢化反应宜在酸性介质中机械能，以盐酸为好。介于4%～25%（V/V）的盐酸介质测得结果基本相同，以下试验选用5%盐酸溶液。
4.2 硼氢化钾浓度的影响
其它条件相同，仅改变硼氢化钾浓度进行试验，硼氢化钾浓度在0.75%～2.5%（W/V）范围内荧光强度高而稳定，本法选用2%的硼氢化钾溶液作还原剂。
4.3 硫脲-抗坏血酸混合溶液用量的影响
加入硫脲可使消解液中五价砷预还原为三价砷，加入适量抗坏血酸既可使还原能力增强，又可克服部分干扰离子影响。按前述实验方法考察了硫脲-抗坏血酸混合溶液用量的影响，试验结果表明，以加入5%硫脲-抗坏血酸混合溶液5ml为宜。
4.4 检出限
按IUPAC公布的检出限XL=Xb+3Sb的定义，平行作六个全程序空白样，求得该方法的检出限为0.06mg/kg（按称取0.5g试样消解定容至50ml计算）。
4.5 测定范围
按制作校准曲线的步骤操作绘制校准曲线（见图1），经线性回归相关系数r=0.9997，试液砷浓度介于2～100ng/ml之间有良好的线性关系。
4.6 精密度
按实验方法对不同地域的堆肥样品平行测定6次，堆肥样品分析的相对标准偏差（RSD）均在8.99%以下，具有良好的精密度。
4.7 加标回收率
考虑不同地域的生活垃圾组分差别较大，按实验方法对不同地域的堆肥样品进行方法的加标回收试验，结果表明，华北、华南、华东、西南5种堆肥样品加标回收率介于89.0～107.0%之间，说明本方法的准确度良好。
5结论
研究结果表明，本方法具有广泛适用性，灵敏度高，选择性好，干扰少，操作简便快速等特点，可作为一种较利息那个的检验堆肥产品质量的方法。
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