(1)原理 樣品經微波消解后,在酸性介質中,樣品溶液中的砷與硼氫化鉀或硼氫化鈉(NaBH4)反應在氫化物發生系統中生成砷化氫:
KBH4+3H2O+H+=H3BO3+K++8H(新生態氫)
8H+2As3+=2asH3↑+H2↑
過量氫氣和砷化氫與載氣(氬氣)混合,進入原子化器,氫氣和氬氣在特制點火裝置的作用下形成氬氫火焰,使待測元素原子化砷空心陰極燈發射的特征譜線通過聚焦,激發氬氫焰中砷原子,基態原子被激發至高能態,在由高能態回到基態時,發射出特征波長的原子熒光。其熒光強度與樣品中砷的濃度成正比。與標準系列比較定量。
(2)試劑 試驗用水均為去離子水,試驗用酸均為優級純酸,其他試劑為分析純。優級純硝酸,30%過氧化氫,5%鹽酸,0.5%硫脲-抗壞血酸混合溶液,0.5%氫氧化鉀,2%硼氫化鉀溶液(用0.5%氫氧化鉀溶解定容,臨用時現配),1000mg/L砷標準儲備液,用5%鹽酸稀釋成的100mg/L砷標準使用液。
(3)儀器 所用玻璃儀器均需以硝酸溶液(1+5)浸泡過夜,用水反復沖洗,最后用去離子水沖洗干凈xDY,AFS或同類原子熒光光度計。附帶專用砷、汞編碼空心陰極燈及斷續流動進樣系統,北京海光儀器公司。微波消解儀,CEM MARS-5型,美國CEM公司。
(4)樣品預處理 在采樣和制備過程中,應注意不使樣品受污染。
①糧食、豆類去雜物后,磨碎,過20目篩,儲于塑料瓶中,保存備用。
②蔬菜、水果、魚類、肉類及蛋類等水分含量高的鮮樣,用食品加工機或勻漿機打成勻漿,儲于塑料瓶中,保存備用。
(5)樣品消解 稱取0.10～0.50g樣品于消解罐中加入1～5mL硝酸,1～2mL過氧化氫,蓋好安全閥后,將消解罐放入微波爐消解系統中,根據不同種類的樣品設置微波爐消解系統的最佳分析條件,至消解完全,于80℃水浴上趕酸15min,冷卻后加入2mL硫脲-抗壞血酸混合液,用5%鹽酸定量轉移至10mL容量瓶中并定容至刻度,混勻備用;同時作試劑空白。
(6)標準系列制備取 10mL容量瓶或比色管6支,依次準確加入1μg/mL砷使用標準液0,0.05mL,0.2mL,0.5mL,2.0mL,5.0mL(各相當于砷濃度0,2ng/mL,8ng/mL,20ng/mL,80ng/mL,200ng/mL)各加入2mL硫脲-抗壞血酸混合液,補加5%鹽酸至刻度,混勻備測。
(7)XDY型原子熒光分光光度計條件設置
①儀器參考條件 光電倍增管電壓400V;砷空心陰極燈電流35mA;原子化器溫度820～850℃,高度7mm;氬氣流速為載氣600mL/min;測量方式為熒光強度或濃度直讀讀數方式為峰面積;讀數延遲時間1s;讀數時間15s;硼氫化鈉溶液加入時間5s;標液或樣液加入體積2mL。
②濃度方式測量 如直接測熒光強度,則在開機并設定好儀器條件后,預熱穩定約20min。按“B”鍵進入空白值測量狀態,連續用標準系列的0管進樣,待讀數穩定后,按空檔鍵記錄下空白值(即讓儀器自動扣底)即可開始測量。先依次測標準系(可不再測0管)。標列測完后應仔細清洗進樣器(更換一支),并再用0管測試使讀數基本回零后、才能測試劑空白和樣品,每測不同的樣品前都應清洗進樣器,記錄(或打印)下測量數據。
③儀器自動方式利用儀器提供的軟件功能可進行濃度直讀測定,為此在開機、設定條件和預熱后,還需輸入必要的參數,即:樣品量(g或mL);稀釋體積(mL);進樣體積(mL);結果的濃度單位;標準系列各點的重復測量次數;標準系列的點數(不計零點)及各點的濃度值。首先進入空白值測量狀態連續用標列的0管進樣以獲得穩定的空白值并執行自動扣底后,再依次測標列(此時0管需再測一次)。在測樣液前,需再進入空白值測量狀態,先用標列0管測試使讀數復原并穩定后,再用兩個試劑空白各進一次樣,讓儀器取其均值作為扣底的空白值,隨后即可依次測樣品。測定完畢后退回主菜單,選擇“打印報告”即可將測定結果打出。
(8)AFS系列原子熒光儀儀器條件見下表。
按照儀器操作規程,進行標準曲線和樣品的測定。將標準系列的濃度、稱樣量和稀釋體積輸入計算機,儀器測定后自動計算結果并打印。(注:AFS系列原子熒光儀如230,23a,2202,2202a,2201等儀器屬于全自動或斷序流動的儀器,都附有本儀器的操作軟件,儀器分析條件應設置本儀器所提示的分析條件儀器穩定后,測標準系列,至標準曲線的相關系數r>0.995后測樣品,樣品前處理可適用任何型號的原子熒光儀。)
(9)計算結果 如果采用熒光強度測量方式,則需先對標準系列的結果進行回歸運算(由于測量時0管強制為0,故零點值應該輸入以占據一個點位),然后根據回歸方程求出試劑空白液和樣品被測液的砷濃度,再按下式計算樣品的砷含量:
式中x—樣品的砷含量,mg/kg(或mg/L);
C1—樣品被測液的濃度,ng/mL;
C0——試劑空白液的濃度,ng/mL;
m一樣品的質量,g(或mL)
計算結果表示到二位有效數字。