原子荧光光谱技术在水环境监测中的应用综述

《原子荧光光谱技术在水环境监测中的应用综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、原子荧光光谱技术在水环境监测中的应用综述张延作者简介：张延（1976-），男，安徽芜湖人，高级工程师，硕士，从事水环境监测与评价及其技术研究。（安徽省水文局合肥230022）摘要：探讨了原子荧光光谱技术的基本原理及其监测方法的研究与发展。对元素的单独测定、多种元素同时测定、元素形态分析及原子荧光与其它检测手段联用技术在环境水样分析中的应用情况分别展开述评。关键词：原子荧光光谱；水环境监测；应用综述1.概述1964年美国的Winefordner和英国Vickers教授的研究小组[1]就提出了原子荧光光谱分析法（AFS），并认为该方法有可能发展成为痕量元素分析的有力武器。1974年，Tsuji

2、和Kuga把氢化物发生进样技术与无色散原子荧光分析技术相结合[2]，首次实现了氢化物发生-原子荧光光谱（HG-AFS）分析。经过四十多年的发展，原子荧光光谱分析法成为原子光谱法中最富活力的领域之一，新技术、新器件和信息和数据处理的发展，更好地推动了原子荧光光谱技术的进步，目前可测元素已扩大到11种（包括砷、汞、硒、铅、锑、铋、碲、锡、锗、锌、镉），越来越受到环境保护、卫生防疫、地质勘探等部门分析人员的重视和应用。1.1原子荧光光谱（AFS）的基本原理原子蒸气吸收特定波长的光辐射的能量而被激发，受激原子在去激发过程中发射出一定波长地光辐射称为原子荧光。其产生过程可用下列方程式来表示[3]。M

3、+hν→M*→M+hν式中M为基态原子，h为普朗克常数，ν为光的频率，M*为激发态原子。利用上述物理现象发展起来的分析方法即原子荧光光谱法。1.2氢化物发生（HG）进样技术基本原理Tsujii和Kuga首次实现了HG-AFS的联用，是分析技术的重大突破。砷、锑、铋、锗、硒等元素在常温下与还原剂反应形成气态氢化物，可与大量基体分离，大大降低了基体干扰。首先，酸化过的样品溶液中的砷、铅、硒、锑等元素与还原剂（一般为硼氢化钾或硼氢化钠）反应在氢化物发生系统中生成氢化物[3]：KBH4+3H2O+H+=H3BO3+K++8H*+Em+=EHn+H2（气体）式中Em+代表待测元素，EHn为气态氢化物

4、（m可以等于或不等于n）。101.HG-AFS技术在水环境监测中的研究与应用进展1.1环境水样中待测元素的单独测定以下着重介绍环境水样中砷、汞、铅、硒4种元素的测定。上述4种元素的HG-AFS测定技术已成为水利行业的测定地表水和地下水的标准方法[4]，生活饮用水的国标方法中4种元素也推荐使用HG-AFS法测定[5]，完全满足目前我国水环境监测工作的需要。2.1.1砷的测定地表水、地下水受砷的环境污染事件时有发生。全球有5000多万人口正面临着地方性砷中毒的威胁，亚洲地区的孟加拉国、印度等国砷污染尤其严重[6][7]。世界卫生组织和我国生活饮用水卫生标准已将水中砷的含量控制在0.01mg/L

5、以下[8]。环境水样中砷的测定方法现在已十分成熟，一般水样使用硝酸或硫酸等强酸湿法消解，盐酸、硫酸、硝酸和高氯酸浓度可在2％～30％内变化。在一定的酸度下，再加入硫脲（必要时可加入抗坏血酸，以消除某些金属元素的干扰），硫脲作为还原剂可将As5+还原为As3+，As3+与KBH4作用生成气态氢化物(AsH3)，被原子荧光仪测定。生活饮用水国标方法（GB5750－2006）也是该种方法。介质的酸性强弱和种类对测定影响不大。KBH4的浓度在1％～3％皆可，低于1％不能很好地产生荧光。在低浓度情况下，1300倍的Zn2+、20倍的Pb2+、1000倍的Cr6+、20倍的Hg2+、300倍的Fe3+

6、、100倍的Mn2+、100倍的Ni2+不干扰测定[9]。申治国等以L－半胱氨酸代替硫脲－抗坏血酸为预还原剂，也取得较好的测定效果，0～10mg/L范围内线性良好，检出限达0.049μg/L[10]。2.1.2汞的测定汞是广泛存在于自然界的人体非必需元素，各种形态的汞及其化合物都会对机体造成多系统损害，20世纪50年代日本水俣病汞中毒事件震惊世界[11]。人群流行病学调查可观察到低浓度汞造成人体体液免疫抑制的结果[12]。我国生活饮用水卫生标准已将水中总汞的含量控制在0.001mg/L以下，氯化乙基汞限值为0.0001mg/L[8]。HG-AFS法测定汞影响因素较多，方法较难掌握，但检出限

7、低，灵敏度高。原子化器可不点火，进行冷原子荧光测定，缺点是记忆效应严重，精度差。若点火测定，记忆效应小，同时也满足水环境监测的要求。水样可使用高锰酸钾-过硫酸钾或溴酸钾-溴化钾消解，使用前，逐滴加入盐酸羟胺溶液，直至过量的高锰酸钾（或过剩的溴）恰好完全反应，在5％的盐酸介质中测定。KBH4的浓度可以低至0.05％，浓度在0.5％~2.5％浓度范围变化时，对标准曲线线性无影响。10测定汞时应注意，Hg2+不稳定，可在还原气