1、原子荧光光谱在饮用水中的应用摘要：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。 关键词：原子荧光光谱 饮用水 应用 一、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 和 Kuga 把氢化物发生进样技术与无色
2、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。 2.氢化物发生（HG）进样技术基本原理 二、HG-AFS 技术在水环境监测中的研究与应用进展 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，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，完全满足目前我国水环境监测工作的需要。 1.1 砷的测定 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 230内
3、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（GB57502006）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 13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+、100 倍的 Mn2+、100 倍的 Ni2+不干扰测定。 1.2 汞的测定 汞是广泛存在于自然界的人体非必需
4、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。 HG-AFS 法测定汞影响因素较多，方法较难掌握，但检出限低，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。 1.3 硒的测定 硒是人体必需微量元素，但人和动物对硒缺乏和中毒之间的适应范围很窄，硒浓度为 0.040.1ppm 时，
5、对动物和人有益；过高或过低对人就有潜在的危险。食物中含 5ppm 或饮料中含 0.5ppm 的硒，对人就有潜在的危险，挥发性化合物的危险性更大。我国生活饮用水卫生标准已将水中总硒的含量控制在 0.01mg/L 以下。 1.4 铅的测定 2.多种元素同时测定的研究 HG-AFS 法的优点在于可以实现两种或多种元素的同时测定，节约成本和时间。目前已实现对砷与硒、砷与汞、砷与锑、砷与铋、砷与镉、铅与汞、铅与锡、铋与锑、铋与汞、硒与碲等两种元素的同时测定。2005 年北京瑞利分析仪器公司研制出 AF-630 三道原子荧光光谱仪，北京海光仪器公司近年还推出全自动四灯位的原子荧光光度计，进一步拓展了多元素
6、同时测定的空间，其分析方法的建立还有待探索。美国 Baird公司推出的原子荧光光谱仪，以空心阴极灯为光源，高频电感耦合等离子体（1.0kw，40.8MHz RF 发生器）作为原子化器，仪器不采用单色器，以 ICP 原子化器为中心，在其周围安装多个检测单元，形成了多元素分析系统，以 ICP 为原子化器的最大优点在于原子化器具有很高的温度，多种元素都可很好的原子化。由于 ICP 原子化器高昂的价格和不菲的维护费用，我国水环境监测系统少有应用。 3.元素的形态分析及原子荧光与其他检测技术的联用研究 水环境中砷、汞、硒、铅等元素以不同价态形式存在，不同价态的元素氢化反应速度在不同介质中差异巨大，可利用
7、其化学行为的差异进行分别测定。另外，元素的形态分析已成为分析化学、环境、毒理学等领域研究的热点，因为元素的毒性大小不仅与其总量有关，更重要的是与元素存在的化学形态密切相关。 三、原子荧光分析技术的发展方向 氢化物发生一无色散原子荧光的仪器今后能否更为广泛地应用取决于研究工作的进展，这方面重要的研究方向应该是进一步研究以激光为激发光源，这是大部分的原子荧光工作的前沿课题，应当特别注意二极管激光的发展。进一步研究与其他分离技术联用，特别是色谱分离技术的联用。设计研究将仪器向小型化发展，以适应环境监测、地质勘探等领域工作要求。 参考文献 1Winefordner， J. D.， Vickers.T. J.， Anal.Chem.36， 161（1964）. 2Tsujii K， Kuga K. The determination of Arsenic by non-dispersive atomic fluorescence spectrometry with a gas sampling technique. Anal chem. Acta， 1974， 72：85. 3朱良漪，分析仪器手册M，北京化学工业出版社，1997.
