高压密闭消解_原子荧光光度法测定涂料中砷含量的应用方案

引言：

涂料作为一种装饰及功能性材料，已广泛应用于现代工业和生活中。涂料中的砷不仅会造成环境污染，而且是一种致癌物质，会在人体中积累，造成严重伤害。因此限制涂料中砷含量是十分有必要的。涂料中砷含量测定的主要方法有X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体法、电感耦合等离子体质谱法。有关原子荧光光谱法测砷的研究已有报导，所使用的处理方法为湿法消解和微波消解，操作过程有一定的危险，且检出限较高。高压密闭消解-原子荧光光谱法元素不易挥发，操作安全可靠，检出限较低，在土壤、矿产、饲料、环境等已采用原子荧光光谱法测定砷。

本文用高压密闭消解-原子荧光光谱法测定了涂料中有害重金属砷的总量，方法简单、快速、灵敏、准确。

一、实验部分

1.1仪器与试剂

原子荧光光度计（AFS-680），附有砷空心阴极灯。

盐酸、硝酸为优级纯，实验用水为二次蒸馏水。

硼氢化钾溶液：称取0.5g氢氧化钾于烧杯中，用少量水溶解。称取1.5g硼氢化钾放入氢氧化钾溶液中，溶解后用水稀释至100mL，摇匀。此溶液应避光保存，现用现配。

硫脲-抗坏血酸溶液：分别称取5g硫脲和抗坏血酸，用水微热溶解并稀释至100mL。

砷（As）标准贮备溶液，浓度为1000μg/mL。

1.2仪器工作条件

原子荧光光度计工作条件：光电倍增管负高压为280V, 砷灯电流为80mA，原子化器温度为200℃，载气流量为500mL/min，屏蔽气流量为1000mL/ min，原子化炉高度为8mm，测量时间为10s，延迟时间为1s。

1.3  样品的处理

称取试样0.5g置于高压消解罐的聚四氟内罐中，加入10mL硝酸，盖好内盖，旋紧不锈钢外套，放入恒温干燥箱，140～160℃保持3～4h，自然冷却至室温，然后缓慢旋松不锈钢外套，将消解内罐取出，用少量水冲洗内盖，放在控温电热板上于120℃赶去棕色气体。取出消解内罐，将消化液转移至50mL容量瓶中，用少量水洗涤内罐3次，加入2.5mL盐酸、10mL硫脲-抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀放置半个小时。在与标准溶液系列相同的测定条件下，用原子荧光光度计测定试液的荧光强度。同时进行空白试验。根据试液和空白试验溶液的荧光强度值用工作曲线计算出砷的浓度。

二、结果与讨论

2.1酸度的影响

酸度影响氢化物发生的速度、转化率及从水相中释放出来的速度，因此对5种不同载流盐酸浓度的样品回收率进行了考察试验。从图1可见，随着盐酸浓度的增加，砷的回收率增加，当盐酸浓度大于5.0%时，砷的回收率趋于稳定，5.0%～8.0%的范围内，酸度对其测量影响不大。综合考虑样品处理和预还原等方面后，本标准选择5%的盐酸作为氢化物发生载液。

2.2还原液的浓度

高压密闭消解-原子荧光光度法中的还原剂采用硼氢化钾-氢氧化钾作为整个反应体系中的还原剂，荧光强度与氢化元素形成氢化物的难易程度有关，浓度过低反应慢，信号弱；浓度高，过多的氢气易冲稀基态原子浓度和造成荧光淬灭。试验表明，在0.50%～1.5%的浓度范围内，随着硼氢化钾浓度的增加，砷的荧光强度增加，并在浓度1.5%时，荧光强度达到最大，随后随着硼氢化钾浓度的增加，易产生过多的氢气进入原子化器，导致荧光强度下降，试验结果见表1。综合考虑，本方法选择KBH4的浓度为1.5%。

2.3  工作曲线和检出限

为考察原子高压密闭消解-荧光光度法测定砷的线性范围和检出限，按实验方法对浓度范围0μg/ L～100.0μg/L的砷标准溶液进行测定，绘制浓度与荧光强度的曲线为I=111.521*C-57.473，线性相关系数R=0.9996，测定标准曲线的线性范围为0μg/L～100.0μg/L。

按实验方法进行11份空白试验，根据公式 DL=3×SD/K（3倍样品空白溶液荧光强度的标准偏差除以标准曲线斜率）及定容体积、样品质量，计算得到方法检出限为0.02μg/kg。

2.4回收率实验

为检验方法的准确度，分别选取3种涂料样品作为加标基质，通过低、中和高3个含量进行加标测试并计算其回收率，结果见表2。样品的加标回收率在88.5%～110.0%之间，说明该方法的前处理过程不存在砷元素损失情况，检测方法稳定可靠。

2.5方法的精密度

对四组样品分别进行8次精密度试验，结果见表3。高压密闭消解-原子荧光光度法的标准偏差较小，相对标准偏差在6.0%以内，精密度高，适宜用来测定不同种类涂料中砷的含量。

2.6比对试验

对五组样品分别用高压密闭消解-原子荧光光度法(HG-AFS)和电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定砷含量，结果见表4。由表4可以看出，本方法的测定结果与电感耦合等离子体原子发射光谱法的测定结果相吻合。

三、结论

本文建立了高压密闭消解-原子荧光光度法测定涂料中砷的分析方法，对检测条件进行了优化。该方法测定涂料中砷含量的相对标准偏差在6.0%以内，加标回收率在88.5%～110.0%之间，符合光谱分析的一般要求。且该方法检出限低，有着较高精密度和准确度，能够满足涂料中砷含量的日常检测需求。

审核编辑 黄宇