砷中毒是全世界面临的公共卫生问题，在中国约有1 958万人受到饮水型砷中毒所带来的健康威胁。在天然水体中砷主要以三价和五价无机砷的形式存在，其中三价无机砷的毒性更大^{[1 – 2]}。因此，除测定总砷之外，如何将各种价态砷进行有效地分离和测定变得越来越重要^{[3 – 4]}。本研究对可以区分价态的低压高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光测定法的准确度、精密度、检出限和线性范围等仪器性能指标进行评估并与氢化物发生-冷阱捕获-原子吸收法进行比较。

低压高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光测定法的仪器由SAP-30型形态分析预处理装置、AFS-8230型原子荧光光度计和形态分析数据工作站组成（北京吉天仪器有限公司）。氢化物发生-冷阱捕获-原子吸收测定法所用的仪器是由ASA－2sp型砷分析用氢化物发生器、AA－6800型原子吸收分光光度计、CA－1112型冷凝器、C-R8A型色谱打印机和SRAF-16C型马弗炉组成（日本岛津公司）。磷酸氢二铵、硼氢化钠（国药集团药业股份有限公司），硫酸（北京化学试剂研究所），氢氧化钠（日本和光纯药工业株式会社）。10 mg/L的iAs³⁺和iAs⁵⁺标准溶液分别使用亚砷酸钠（NaAsO₂，上海试剂二厂）和砷酸钠（Na₃AsO₄·12H₂O，上海试剂二厂）配制，4 ℃保存备用。

色谱柱为Merck的C8整体柱100×4.6 mm（i.d），5 μm；流动相为1 % 甲醇（HPLC级） + 5 mmol磷酸氢二铵 + 0.5 mmol的四丁基溴化铵，用10 % HCOOH调节pH = 5.8，经溶剂过滤器过滤后，放在超声波清洗器中超声15 min，除去气泡；载流: 7 % HCl；流速：0.6 mL/min；进样量: 100 μL。

4 % H₂SO₄，0.5 % KOH + 1.5 % KBH₄。

As灯电流（mA）：80/40；PMT负高压（V）：280；载气流量（mL/min）：400：屏蔽气流量（mL/min）：600；泵速（r/min）：30；紫外灯（ultravio- let，UV）：开。进样量：100 μL。

采用SPSS 19.0数据统计软件进行配对t检验，P < 0.05为差异有统计学意义。

在选定的实验条件下，对不同浓度的iAs标准溶液进行进样分析。结果表明，iAs的浓度与相应的峰面积呈良好的线性关系，测得的相关系数均大于0.990，原子荧光法的线性范围是0～1 850 μg/L，远大于原子吸收法（0～100 μg/L）；原子荧光法测得iAs标液的检出限为1.65 μg/L，原子吸收法测得的iAs标液的检出限是1.94 μg/L，2种方法的检出限差异不明显。

用iAs标准溶液配制40 μg/L的溶液，按照样品测定方法进行分析。相同实验条件下，做6个平行样，测定方法的精密度，结果表明，应用原子荧光法测得的值是（42.83 ± 0.27）μg/L，其RSD（relative standard deviation）为6.2 %；应用原子吸收法测得的值是（35.41 ± 0.88）μg/L，其RSD为2.5 %。两种方法所得的RSD均小于10 %，精密度良好。

加标回收试验是分别配制低、中、高3种不同浓度的样品和标准溶液，各连续进样3次，然后取等体积的样品与标准溶液充分混匀后进样测得加标后浓度，最后计算加标回收率。原子荧光法测得iAs³⁺的平均回收率为99.83 %～107.28 %，iAs⁵⁺的平均回收率为95.16 %～107.16 %；原子吸收法测得的iAs标准溶液的平均回收率91.46 %～108.96 %。

表 1

表 1 两种方法的加标回收试验结果对比 准确度试验 低（20 μg/L） 中（60 μg/L） 高（80 μg/L） As（III） As（V） iAs As（III） As（V） iAs As（III） As（V） iAs 加标回收试验 样品均值（μg/L） 13.72 16.23 19.31 50.13 51.63 53.23 71.76 78.62 74.41 加标量（μg/L） 17.92 20.13 20.00 60.64 57.46 57.05 81.63 79.86 80.83 测量值（μg/L） 16.04 17.66 21.42 59.42 58.45 50.43 76.57 75.40 77.65 回收率（%） 101.40 97.14 108.96 107.28 107.16 91.46 99.83 95.16 100.00

表 1 两种方法的加标回收试验结果对比

配备均在2种方法线性范围内的12种不同浓度（浓度范围:5～50 μg/L）的iAs标准溶液，同一样品用2种方法同时进样。2种方法测得的无机砷总量测定结果比较，经配对t检验，差异无统计学意义（t = – 1.034，P = 0.336），可以认为原子荧光法测得的无机砷浓度与原子吸收法测得的无机砷浓度无明显差异。

表 2

表 2 同一样品2种不同测定方法的对比（μg/L） 样品 原子荧光法测得浓度 原子吸收法测得浓度 1 35.490 3 42.895 1 2 36.575 4 39.918 4 3 24.253 4 26.641 7 4 30.392 1 25.704 4 5 16.006 0 19.431 7 6 22.230 3 18.030 9 7 15.322 6 18.226 6 8 6.386 4 7.689 7

表 2 同一样品2种不同测定方法的对比（μg/L）

地方性砷中毒在世界上分布较广，危害较大，目前已知20多个国家有不同程度的砷中毒流行，中国是地方性砷中毒较严重的国家之一^[5]。饮水型地方性砷中毒可引起皮肤色素沉着、脱失、皮肤角化等皮肤改变，也会引发一系列远期危害，如内脏癌、心血管疾病等^[6]。因此如何对水中的iAs及其价态进行有效地分离检测对饮水型地方性砷中毒的防治变得越来越重要。

与氢化物发生–冷阱捕获-原子吸收法相比，低压高效液相色谱–氢化物发生-原子荧光测定法的线性范围更宽，检出限低，RSD值较小，且能将各种价态砷进行有效的分离；对于同一个样品来说，原子荧光法测得的iAs浓度与原子吸收法测得的iAs浓度无差异，且两者之间的回收率相互持平；并且传统的形态分析仪体积笨重，色谱柱压力高，管路复杂，反应试剂消耗量大，样品前处理过程费时繁琐，不适合现场的形态分析检测^{[7 – 9]}，而整体柱在很低的柱压下实现高效分离（其技术也被称为“低压高效液相色谱”），将该技术应用于重金属形态的分离，可以实现形态分析的便携化，再与“高效灯内紫外处理”技术联用，得到一台功能强大的重金属形态现场检测仪，实现不同形态元素的现场快速分离和检测，使包括样品前处理在内的分析全过程在1 h内完成，可使这一非常重要的检测成为日常监测项目，且可以应用到超市、农产品市场等领域。