環境樣品中砷含量檢測法的製作方法

2023-05-12 02:27:16

專利名稱：環境樣品中砷含量檢測法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種環境樣品中砷含量檢測方法，特別是指高壓消解ICP-AES法測定環境樣品中砷元素含量的方法。
背景技術：
近年來，形態分析得到了普遍重視和迅速發展。環境化學家、營養學家以及毒理學家、地球化學家等都認同這樣一個事實，即元素的總濃度不僅不足以評價其毒性、有益性以及生物有效性，甚至有可能產生誤導。環境中痕量元素的毒性和生物有效性及遷移釋放活性與其賦存狀態密切相關，不同形態的元素性質差異很大，決定著它們在環境中的行為與歸宿。測定元素在特定樣品中存在的形態，才能可靠評價痕量元素對環境和生態體系的影響。通常，同種金屬元素的有機化合物要比相應的無機形態毒性大得多(有機砷除外)，由於疏水性和親脂特徵，使得它們能夠進入生物循環，通過食物鏈的富集作用進入人體，對人體健康造成嚴重危害。例如Hg、Sn、Pb的烷基化合物的毒性遠大於它們的無機形態。但無機砷的毒性比有機砷大，無機砷中的A s (III)的毒性又比A s ( V )大得多。又如Cr (III)為人體正常新陳代謝必需元素，而Cr(VI)溶解度大，活性較高，危害心、腎並致癌。因而需要區分元素的化學形態。常見的砷含量測定方法主要是原子螢光光譜技術，該技術是專屬性很強，成熟度很高的測定方法，已應用到各個行業中砷含量的檢測。但國外現在很少採用這種檢測技術，而是採用電感耦合等離子體原子發射技術光譜法(ICP-AES)。電感耦合等離子體原子發射技術以其具有的高靈敏度、高準確度、多元素同時測定等特點在各個行業得到了廣泛應用，在元素分析領域得到迅速發展，已慢慢取代原子吸收光譜技術(AAS)、原子螢光光譜技術(AFS)和紫外分光光譜技術(UV)等傳統元素分析技術成為主要的檢測技術。為了與國際檢測技術接軌，本發明採用電感耦合等離子體原子發射技術對環境樣品中的As含量進行測定。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於克服現有技術的缺陷而提供一種具有檢出限低、檢測快捷準確的高壓消解ICP-AES法測定環境樣品中砷含量的方法。本發明的技術問題通過以下技術方案實現:一種高壓消解ICP-MS法測定環境樣品中砷含量的方法。所述的ICP-AES法測定樣品消解溶液中As元素含量的步驟如下:(I)稱取環境樣品0.2 g 0.6g放置於IOOmL容量的高壓消解罐內，加入60%高錳酸鉀溶液靜置10分鐘，然後加入濃度90%硝酸10-20mL和濃度20%過氧化氫2 5mL製成樣液，然後將裝有樣液的高壓消解罐放入鼓風乾燥箱內；打開程序控制系統，設定鼓風乾燥箱升溫至200°C 205°C，恆溫時間5 IOh後關閉電源，自然冷卻；將樣液放置進行通風，至樣液清澈，然後轉移到50mL塑料容量瓶中，用超純水定容至25mL，得到樣品消解溶液；在另IOOmL高壓消解罐內直接加入60%高錳酸鉀溶液靜置10分鐘，然後加入濃度90%硝酸10-20mL和濃度20%過氧化氫2 5mL製成樣液，然後將裝有樣液的高壓消解罐放入鼓風乾燥箱內；打開程序控制系統，設定鼓風乾燥箱升溫至200°C 205°C，恆溫時間5 IOh後關閉電源，自然冷卻；將樣液放置進行通風，至樣液清澈，然後轉移到50mL塑料容量瓶中，用超純水定容至25mL，得到空白消解溶液；(2)根據步驟(I)得到的樣品消解溶液運用電感耦合等離子體光譜儀，即ICP-AES儀器測定樣品消解溶液中所含As元素在193.696nm處波譜強度，測得As強度值；(3)配置標準工作溶液:分別稱取濃度為2.0mg/mL的As標準儲備溶液，從中取出IOOuL的標準儲備溶液置於IOOmL容量瓶中，加入60%高錳酸鉀溶液，用濃度7%硝酸溶液稀釋成濃度為1.0mg/L的標準溶液母液，再分別取出0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL的所述標準溶液母液分別置於IOmL容量瓶中，用濃度7%硝酸溶液分別稀釋成標準工作溶液，獲得的0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL的標準工作溶液中As元素的含量分別對應為 Oug/L、lug/L、2ug/L、5ug/L、10ug/L、20ug/L ；(4)配置內標溶液:稱取濃度為1.0mg/mL的As標準儲備溶液，從中各取出IOOuL的標準儲備溶液置於IOOmL容量瓶中，用濃度7%硝酸溶液稀釋成濃度為1.0mg/L的內標溶液。(5)將依照步驟(3)得到的標準工作溶液和依照步驟(I)得到的樣品消解溶液進行測定:將步驟⑶得到的標準工作溶液以及步驟⑴得到的樣品消解溶液、空白消解溶液導入電感耦合等離子體原子發射光譜儀，即ICP-AES儀器，在進入霧化器前混合，選擇As元素最佳同位素進行測定；第一次測定在線加入內標溶液，先測定標準工作溶液，再根據標準工作溶液中As元素的已知含量和電感耦合等離子體原子發射光譜儀，即ICP-AES儀器測定到的As元素響應值分別繪製As元素的標準工作曲線，然後測定樣品消解溶液和空白消解溶液各元素的響應值，根據標準工作曲線計算得到空白消解溶液各元素的濃度值和樣品消解溶液As元素的濃度值，從而根據本領域的常規方法計算濃度值所述的步驟(2)中的電感耦合等離子體光譜儀，工作參數為:射頻功率1000W，等離子氣流量20.0L/min，積分時間20s。霧化器流量0.3L/min，輔助氣流量1.80L/min,所述的步驟(5)中的電感耦合等離子體原子發射光譜儀，工作參數為:射頻功率1000W，載氣流量0.75L/min，補償氣流量0.2L/min，霧化溫度2°C，積分時間為0.5s，重複次數3次。通過上述記載的高壓消解方法可以很好的製備砷溶液以方便測試。採用ICP-AES方法可以很好的解決基體幹擾，準確度高。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明的實施例不限於此。1、實驗所用儀器及設備IOOmL高壓消解罐:由聚四氟乙烯內膽以及不鏽鋼罐外套構成2、實驗所用儀器及設備的工作參數2.1電感耦合等離子體原子發射光譜儀，即ICP-AES儀器的工作參數:射頻功率:1000W
霧化器流量:0.3L/min輔助氣流量:1.80L/min積分時間:20s3、實驗所用試劑超純水(自製)30 %過氧化氫(優純級)70%,7%硝酸(電子級)空白消解溶液的配置:在IOOmL高壓消解罐內直接加入濃度90%硝酸8 14mL和濃度30%過氧化氫I 5mL製成樣液,擰緊罐蓋,然後將裝有樣液的高壓消解罐；打開程序控制系統，設定鼓風乾燥箱升溫至200°C 205°C，恆溫時間5 IOh後關閉電源後關閉電源，自然冷卻；結束後打開罐蓋，將樣液放置通風櫥靜置，至樣液清澈，然後轉移到25mL塑料容量瓶中，用超純水定容至25mL，得到空白消解溶液；標準工作溶液的配置:稱取濃度為
1.0mg/mL的As元素標準儲備溶液,從中取出IOOuL的標準儲備溶液置於IOOmL容量瓶中，用濃度90%硝酸溶液稀釋成濃度為1.0mg/L的標準溶液母液，再分別取出0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL的所述標準溶液母液分別置於IOmL容量瓶中，用濃度7%硝酸溶液分別稀釋成標準工作溶液，獲得的0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL的標準工作溶液中As元素的含量分別對應為 0ug/L、lug/L、2ug/L、5ug/L、10ug/L、20ug/L ；4.試驗步驟4.1 實施例1稱取環境樣品0.50g置於IOOmL高壓消解罐內，加入60%高錳酸鉀溶液靜置10分鐘，然後加入濃度90 %硝酸10-20mL和濃度20 %過氧化氫2 5mL製成樣液，然後將裝有樣液的高壓消解罐放入鼓風乾燥箱內；打開程序控制系統，設定鼓風乾燥箱升溫至200°C 205°C，恆溫時間5 IOh後關閉電源，自然冷卻；將樣液放置進行通風，至樣液清澈，然後轉移到50mL塑料容量瓶中，用超純水定容至25mL，得到樣品消解溶液。將上述所得消解溶液運用電感耦合等離子體原子發射光譜儀，即ICP-AES儀測定消解溶液中所含砷元素在193.696nm處波譜強度。採用ICP-AES法快速測定消解溶液中砷元素的含量:首先稱取濃度為1.0mg/mL的As元素標準儲備溶液，從中取出IOOuL的標準儲備溶液置於IOOmL容量瓶中，用濃度7%硝酸溶液稀釋成濃度為1.0mg/L的標準溶液母液，再分別取出0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL的所述標準溶液母液分別置於IOmL容量瓶中，用濃度7硝酸溶液分別稀釋成標準工作溶液，獲得的0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL的標準工作溶液中As元素的含量分別對應為 Oug/L、lug/L、2ug/L、5ug/L、10ug/L、20ug/L ；稱取濃度為1.0mg/mL的砷元素標準儲備溶液，從中取出IOOuL的標準儲備溶液置於IOOmL容量瓶中，用濃度7%硝酸溶液稀釋成濃度為1.0mg/L的內標溶液。採用電感耦合等離子體原子發射譜儀，即ICP-AES儀器對標準工作溶液和樣品消解溶液進行測定:依次將內標溶液-與標準工作溶液、樣品消解溶液和空白消解溶液導入電感耦合等離子體原子發射光譜儀，即ICP-AES儀器，在進入霧化器前混合，選擇元素最佳同位素進行測定；先測定標準工作溶液，再根據標準工作溶液中As元素的已知含量和電感耦合等離子體原子發射光譜儀，即ICP-AES儀器測定到的As元素響應值分別繪製As元素的標準工作曲線，然後測定樣品消解溶液和空白消解溶液各元素的響應值，根據標準工作曲線計算得到樣品消解溶液各元素的濃度值和空白消解溶液As元素的濃度值，根據本領域中已知的計算方法得到As的含量。本發明採用高壓消解的方法對環境樣品進行前處理，通過ICP-AES法測定193.696nm進行測量，解決了高壓消解法消解不完全而導致儀器的損耗及汙染或因基體幹擾較大而導致結果偏差較大的問題。使用ICP-AES法定量測定了 As元素，方法的檢出限在
0.06 1.5 μ g/kg之間，基體幹擾小，能夠滿足生產生活的需要。
權利要求
1.一種高壓消解ICP-MS法測定環境樣品中砷含量的方法，所述的ICP-AES法測定樣品消解溶液中As元素含量的步驟如下: (1)稱取環境樣品0.2 g 0.6g放置於IOOmL容量的高壓消解罐內，加入60%高錳酸鉀溶液靜置10分鐘，然後加入濃度90%硝酸10-20mL和濃度20%過氧化氫2 5mL製成樣液，然後將裝有樣液的高壓消解罐放入鼓風乾燥箱內；打開程序控制系統，設定鼓風乾燥箱升溫至200°C 205°C，恆溫時間5 IOh後關閉電源，自然冷卻；將樣液放置進行通風，至樣液清澈，然後轉移到50mL塑料容量瓶中，用超純水定容至25mL，得到樣品消解溶液；在另IOOmL高壓消解罐內直接加入60%高錳酸鉀溶液靜置10分鐘，然後加入濃度90%硝酸10-20mL和濃度20%過氧化氫2 5mL製成樣液，然後將裝有樣液的高壓消解罐放入鼓風乾燥箱內；打開程序控制系統，設定鼓風乾燥箱升溫至200°C 205°C，恆溫時間5 IOh後關閉電源，自然冷卻；將樣液放置進行通風，至樣液清澈，然後轉移到50mL塑料容量瓶中，用超純水定容至25mL，得到空白消解溶液； (2)根據步驟(I)得到的樣品消解溶液運用電感耦合等離子體光譜儀，即ICP-AES儀器測定樣品消解溶液中所含As元素在193.696nm處波譜強度，測得As強度值； (3)配置標準工作溶液:分別稱取濃度為2.0mg/mL的As標準儲備溶液，從中取出IOOuL的標準儲備溶液置於IOOmL容量瓶中，加入60%高錳酸鉀溶液，用濃度7 %硝酸溶液稀釋成濃度為1.0mg/L的標準溶液母液，再分別取出0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL的所述標準溶液母液分別置於IOmL容量瓶中，用濃度7%硝酸溶液分別稀釋成標準工作溶液，獲得的0uL、10uL、20uL、50uL、100uL、200uL的標準工作溶液中As元素的含量分別對應為 Oug/L、lug/L、2ug/L、5ug/L、10ug/L、20ug/L ； (4)配置內標溶液:稱取濃度為1.0mg/mL的As標準儲備溶液，從中各取出IOOuL的標準儲備溶液置於IOOmL容量瓶中，用濃度7%硝酸溶液稀釋成濃度為1.0mg/L的內標溶液。
(5)將依照步驟(3)得到的標準工作溶液和依照步驟(I)得到的樣品消解溶液進行測定:將步驟(3)得到的標準工作溶液以及步驟(I)得到的樣品消解溶液、空白消解溶液導入電感耦合等離子體原子發射光譜儀，即ICP-AES儀器，在進入霧化器前混合，選擇As元素最佳同位素進行測定；第一次測定在線加入內標溶液，先測定標準工作溶液，再根據標準工作溶液中As元素的已知含量和電感耦合等離子體原子放射光譜儀，即ICP-AES儀器測定到的As元素響應值分別繪製As元素的標準工作曲線，然後測定樣品消解溶液和空白消解溶液各元素的響應值，根據標準工作曲線計算得到空白消解溶液各元素的濃度值和樣品消解溶液As元素的濃度值，從而根據本領域的常規方法計算濃度值。
2.如權利要求1所述的方法，所述的步驟(2)中的電感耦合等離子體光譜儀，工作參數為:射頻功率1000W，等離子氣流量20.0L/min,積分時間20s。霧化器流量0.3L/min,輔助氣流量 1.80L/min。
3.如權利要求2所述的方法，所述的步驟(5)中的電感耦合等離子體原子發射光譜儀，工作參數為:射頻功率1000W，載氣流量0.75L/min，補償氣流量0.2L/min，霧化溫度2°C，積分時間為0.5s,重複次數3次。
全文摘要
一種環境樣品中砷含量的測量方法，該方法採用高壓消解ICP-AES法測量環境樣品中砷的含量，該方法先對含砷樣品進行高壓消解 ，加入一定量的酸溶液後在高溫高壓消解罐中進行消解，可以有效的對砷進行溶解。然後採用ICP-AES光譜儀對砷的含量進行測量，該方法的檢出限在0.06～1.5μg/kg之間，基體幹擾小，能夠滿足生產生活的需要。
文檔編號G01N21/73GK103163119SQ20131011192
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者傅酉, 付玉生 申請人:天津虹炎科技有限公司