氫化物發生-原子熒光法測定生活垃圾堆肥產品中砷
摘要：采用硝酸-高氯酸消解堆肥樣品，試樣中各種形式存在的砷轉化為可溶態砷離子進入溶液中，加入硫脲使五價砷還原為三價砷，再加硼氫化鉀（或硼氫化鈉）使之還原成氣態砷化氫。由載氣將其導入電熱石英原子化器中原子化，在特制砷空心陰極燈的發射光激發下產生原子熒光的強度與砷含量成正比，與標準系列比較即可定量。
關鍵字：氫化物發生 原子熒光法 砷
1 方法原理
采用硝酸-高氯酸消解堆肥樣品，試樣中各種形式存在的砷轉化為可溶態砷離子進入溶液中，加入硫脲使五價砷還原為三價砷，再加硼氫化鉀（或硼氫化鈉）使之還原成氣態砷化氫。由載氣將其導入電熱石英原子化器中原子化，在特制砷空心陰極燈的發射光激發下產生原子熒光的強度與砷含量成正比，與標準系列比較即可定量。
2 樣品的采集、保存與制備
2.1樣品的采集與保存
將采集的堆肥樣品（不少于1kg）去除雜物后混勻，用四分法將樣品縮分至約500g，裝于潔凈、干燥的500ml具有磨口塞的廣口瓶或聚乙烯瓶中，密封。
2.2試樣制備
將上述瓶中樣品混勻后再經兩次縮分取出約100g風干，迅速研磨至全部通過1.0mm尼龍篩。混勻后備用。
3 實驗部分
3.1儀器和測量條件
AFS-830型雙道原子熒光光度計，砷空心陰極燈，氬氣鋼瓶，自動進樣器或手動進樣器。儀器測量條件見表1。
表1 儀器測量條件
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3.2試劑
所用硝酸、鹽酸、高氯酸、氫氧化鈉均為優級純，水為去離子水。
硫脲-抗壞血酸混合溶液，5%。
硼氫化鉀溶液，2%：用時現配。
鹽酸溶液，體積分數為5%。
砷標準貯備液，1.00mg/ml：稱取110℃烘2h的優級純三氧化二砷0.1320g，用10%氫氧化鈉溶液2ml溶解后，再加入5%鹽酸溶液4ml，轉移到100ml容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻。
砷標準中間液，100μg/ml：移取10.00ml砷標準貯備液于100ml容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻。
砷標準使用液：1.00μg/ml：用時現配。
3.3實驗方法
3.3.1試液制備與測定
稱取試樣0.5g(精確至0.0001g)于100～150ml錐形瓶中，用幾滴水潤濕后加20ml硝酸置電熱板上低溫加熱，蒸發至約5ml時，加入5ml高氯酸于電熱板上中溫加熱（若試液呈深顏色應及時補加硝酸）。當蒸至白色高氯酸濃煙基本冒盡且坩堝內容物呈淺色粘稠狀時，取下稍冷，用水沖洗坩堝蓋和內壁，并加入（1+1）鹽酸溶液2ml溫熱溶解殘渣，轉移至50ml容量瓶中，再分別加入5%硫脲-抗壞血酸混合溶液、1+1鹽酸溶液各5ml，用水稀釋至標線，搖勻，放置20min。用去離子水代替試樣，采用相同步驟和試劑制備全程序空白溶液，并按上述儀器測量條件測定試液及空白溶液的熒光強度。
注意：各地堆肥產品組分不同，所含有機質差異較大，消解時應注意觀察，酌情增減各種酸的用量。
3.2.2 校準曲線
準確移取0.05μg/ml砷標準使用液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、8.00、10.00ml于50ml具塞比色管中，再分別加入5%硫脲-抗壞血酸混合溶液5ml，用5%鹽酸溶液定容至標線，搖勻，依次測定其熒光強度，繪制校準曲線。
3.3.3 結果表示
堆肥樣品中砷的含量W（mg/kg）按下式計算：
W=c×V/[m×(1-f)]
式中，c為試液的吸光度減去空白試驗的吸光度，然后在校準曲線上查得砷的濃度（ng/ml）；V為試液定容的體積，ml；m為稱取試樣的重量，g；f為風干試樣含水量。
A1稱取風干試樣5～10g（準確至0.01g）于稱量瓶中，在105℃烘箱中烘4～5h，烘干至恒重。
A2以百分數表示的風干試樣含水量f按下式計算：
F(%)=[(W1-W2)/W1]×100%
式中，f為風干試樣含水量，%；W1為烘干前試樣重量，g；W2為烘干后試樣重量，g。
4結果與討論
4.1 酸度的影響
按前述實驗方法操作，考察了酸的種類和濃度對測定的影響。試驗結果表明，氫化反應宜在酸性介質中機械能，以鹽酸為好。介于4%～25%（V/V）的鹽酸介質測得結果基本相同，以下試驗選用5%鹽酸溶液。
4.2 硼氫化鉀濃度的影響
其它條件相同，僅改變硼氫化鉀濃度進行試驗，硼氫化鉀濃度在0.75%～2.5%（W/V）范圍內熒光強度高而穩定，本法選用2%的硼氫化鉀溶液作還原劑。
4.3 硫脲-抗壞血酸混合溶液用量的影響
加入硫脲可使消解液中五價砷預還原為三價砷，加入適量抗壞血酸既可使還原能力增強，又可克服部分干擾離子影響。按前述實驗方法考察了硫脲-抗壞血酸混合溶液用量的影響，試驗結果表明，以加入5%硫脲-抗壞血酸混合溶液5ml為宜。
4.4 檢出限
按IUPAC公布的檢出限XL=Xb+3Sb的定義，平行作六個全程序空白樣，求得該方法的檢出限為0.06mg/kg（按稱取0.5g試樣消解定容至50ml計算）。
4.5 測定范圍
按制作校準曲線的步驟操作繪制校準曲線（見圖1），經線性回歸相關系數r=0.9997，試液砷濃度介于2～100ng/ml之間有良好的線性關系。
4.6 精密度
按實驗方法對不同地域的堆肥樣品平行測定6次，堆肥樣品分析的相對標準偏差（RSD）均在8.99%以下，具有良好的精密度。
4.7 加標回收率
考慮不同地域的生活垃圾組分差別較大，按實驗方法對不同地域的堆肥樣品進行方法的加標回收試驗，結果表明，華北、華南、華東、西南5種堆肥樣品加標回收率介于89.0～107.0%之間，說明本方法的準確度良好。
5結論
研究結果表明，本方法具有廣泛適用性，靈敏度高，選擇性好，干擾少，操作簡便快速等特點，可作為一種較利息那個的檢驗堆肥產品質量的方法。
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