原子荧光法测定饮用水中锡的方法改进
夏芳, 王谢, 张文豪     
河南省疾病预防控制中心
摘要: 目的 建立灵敏可行的测定饮用水中锡(Sn)的原子荧光光谱检测方法。方法 通过控制反应酸度、试剂浓度等试验条件,应用氢化物发生—原子荧光法测定水样中的痕量Sn。结果 在1.0 ~ 10.0 μg/L的范围内,Sn的浓度和原子荧光强度成线性关系(r = 0.999 9),11次测定结果表明方法检出限为0.17 μg/L,其相对标准偏差(RSD)小于4%;样品回收率在91% ~ 99%之间。结论 与Sn国标方法相比,改进的方法试剂用量减少1倍,灵敏度提高了5倍,方法简单快速,结果可靠,适用于饮用水及涉水产品中锡的测定。
关键词:      氢化物发生     原子荧光光谱法    
Improvement of Atomic Fluorescence Spectrometry for the Detection of Tin in Drinking Water
Xia Fang, Wang Xie, Zhang Wenhao     
Abstract: Objectives To develop a sensitive method for the determination of tin in drinking water by atomic fl uorescence spectrometry. Methods Trace amount of Tin ions in water samples was detected by atom fluorescence spectra technology through controlling the reaction pH and reagent concentration. Results Linear curve was obtained in the range of 1.0 ~ 10.0μg/L with a correlation coefficient of 0.999 9. The limit of detection was 0.17 μg/L (n = 11) and the relative standard deviation (RSD) was less than 4%. The recovery of water samples was in the range of 91% ~ 99%. Conclusions The improved method was rapid, precise and convenient in comparison with the national standards route. The method was suitable for the determination of Sn in drinking water and in products related to drinking water.
Key words: tin     hydride generation     atomic fluorescence spectrometry    

水中锡的测定,在《生活饮用水标准检验方法》 (GB/T 5750.6-2006) [1]里有四种测定方法,但由于测定对象多针对涉水产品中管材等一类样品,对方法检出限及灵敏度要求很高。常量的分光光度法显然满足不了其检测要求,并且操作繁琐,不适用于大批量样品的检测。电位溶出及电感耦合等离子体质谱法仪器配备昂贵,使用受到局限。原子荧光光度计的使用较为普及,因此建立相应的检测方法显得尤为重要[2]

在《生活饮用水标准检验方法》 (GB/T 5750.6 - 2006.23. 1) 中,首选氢化物原子荧光法为Ⅰ法(以下称为Ⅰ法) [1]。本文在应用中发现其灵敏度始终很不理想,无法满足涉水产品中锡的测定要求。为此,通过查阅相关参考文献和实验摸索,对测定条件做了较大改进(以下称为Ⅱ法),以供参考。

1 仪器与试剂 1.1 原理

酸性条件下,以硼氢化钠为还原剂使锡生成锡化氢,由载气带入原子化器进行原子化,受热分解成原子态锡,基态锡原子在特制锡空心阴极灯的激发下,发生核外电子跃迁,产生原子荧光,其荧光强度与锡含量成正比,与标准系列比较定量。

1.2 仪器及条件

AFS-9130双道原子荧光光度计(北京吉天仪器有限公司); 锡编码空心阴极灯(北京吉天仪器有限公司); 灯电流: 80 mA; 负高压: 330 V; 原子化器高度: 8.5 mm; 载气流量: 500 mL/min; 屏蔽气流量: 1 000 mL/min; 进样体积: 1.0 mL; 测量方式:标准曲线法; 读数方式:峰面积。

1.3 试剂

硼氢化钠溶液(NaBH 4) : 10 g/L (溶于7 g/L氢氧化钠溶液中); 浓盐酸:优级纯(ρ = 1.19 g/mL); 盐酸溶液: 2 + 98(用于载流); 硫脲+抗坏血酸溶液: 5 g + 5 g纯净水溶解并稀释至100 mL; 锡标准储备液[100 μg/mL]: GBW (E) 080546(购置于国家标物中心); 锡标准使用液[ρ(Sn) = 0.10 μg/mL]:取标准储备液1.0 mL到100 mL容量瓶,用2%的盐酸溶液定容至刻度。再取此溶液10.0 mL于100 mL容量瓶中,用2%的盐酸溶液定容至刻度。

2 分析步骤

标准系列的配制:分别吸取锡标准使用溶液0、0.10、0.30、0.50、0.70和1.00 mL于10 mL比色管中,用纯水定容至刻度,得到浓度分别为0、1.0、3.0、5.0、7.0和10.0 μg/L的标准系列。

取水样10 mL于比色管中,分别向样品、空白及标准溶液管中加入硫脲+抗坏血酸溶液1.0 mL,加入浓盐酸0.2 mL,混匀,放置10 min。

开机,设定仪器最佳条件,点燃原子化器炉丝,稳定30 min后,输入相应参数,开始测定。

3 结果与讨论 3.1 两方法灵敏度对照试验及检测限的确定

本文改变了硫脲—抗坏血酸浓度、硼氢化钠浓度及酸度后,保持进样量为1.0 mL不变,灵敏度提高约5倍,同时满足检测限要求(图 1)。

图 1 两种方法荧光强度图谱对照

测定标准空白11次,用3倍试剂空白标准偏差(8.82) 除以标准曲线斜率(156.5) 即为本方法检测限。按仪器设定,取1.0 mL进样,则方法的检出限浓度为0.17 μg/L,优于最低检测质量浓度为1.0 μg/L的Ⅰ法。

3.2 方法线性范围及回归方程

由于锡在涉水产品中检出率很低且超标极少,因此国标法(Ⅰ法)中的线性范围足以满足测定要求。方法Ⅱ采用方法Ⅰ法的线性范围(0 ~ 10.0 μg/L)做标准曲线,得到良好的线性相关性(表 1)。

表 1 改进后标准曲线(Ⅱ法)的相关性

3.3 精密度

含锡的天然水样难找,选用市政自来水(其锡含量低于检出限)。加入一定含量锡,制成高、中、低三浓度含锡水样,分别做统计测定,相对标准偏差均小于5% (表 2)。

表 2 低、中、高三浓度含锡水样的精密度实验结果

3.4 回收率

在已知锡含量的水样中再次加入一定量的锡标准溶液。得到回收率均在91.0% ~ 99.0%之间(表 3)。

表 3 三组含锡水样准确度实验结果(自来水)

3.5 干扰实验

参照生活饮用水中常规阳离子限值,在一定浓度的含锡水样中,加入含常规阳离子浓度为限值的两倍的干扰离子,在相同测定条件下测定水样中锡含量(表 4)。结果显示,14种干扰元素对锡的检测未产生明显影响。

表 4 常见干扰离子实验

4 结论

通过实验,观察了到锡测定体系改变后,方法的灵敏度和准确度均符合国标方法的要求,且14种干扰元素对测定结果均未产生明显影响。改进后的测定方法试剂用量减半,降低了成本,大大提高了灵敏度,适用于饮用水及涉水产品中锡的检测。

参考文献
[1] 中华人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会. GB/T 5750. 6-2006. 生活饮用水标准检测方法[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007.
[2] 庄海玲. 饮用水中锡的测定方法探讨[J]. 中国卫生检验杂志, 2002, 12(4): 490–491.

中国疾病预防控制中心主办。
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夏芳, 王谢, 张文豪
Xia Fang, Wang Xie, Zhang Wenhao
原子荧光法测定饮用水中锡的方法改进
Improvement of Atomic Fluorescence Spectrometry for the Detection of Tin in Drinking Water
环境卫生学杂志, 2012, 2(1): 41-43
Journal of Environmental Hygiene, 2012, 2(1): 41-43

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