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原子荧光光谱技术在水环境监测中的应用综述 张 延 （安徽省水文局 合肥 230022） 摘 要：探讨了原子荧光光谱技术的基本原理对的应用情况。 原子荧光光谱1964年美国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），并认为方法有可能发展成为痕量元素分析的有力武器。1974年，i和Kuga把氢化物发生进样技术与无色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。经过四十多年的发展，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、卫生防疫、地质勘探等部门分析人员的重视和应用。AFS）的基本原理 原子蒸气吸收特定波长的光辐射的能量而被激发，受激原子在去激发过程中发射出一定波长地光辐射称为原子荧光产生过程可用下列方程式来表示[3]。M + hν→M*→M + hν 式中M为基态原子，h为普朗克常数，ν为光的频率，M*为激发态原子。 利用上述物理现象发展起来的分析方法即原子荧光光谱法。氢化物发生HG）进样技术基本原理HG-AFS的联用，是分析技术的重大突破。砷、锑、铋、锗、硒等元素在常温下与还原剂反应形成气态氢化物，可与大量基体分离，大大降低了基体干扰。首先，酸化过的样品溶液中的砷、铅、、锑等元素与还原剂（一般为硼氢化钾或硼氢化钠）反应在氢化物发生系统中生成氢化物[3]：BH4+3H2O+H+=H3BO3+K++8H*+Em+=EHn+H2（气体） 式中Em+代表待测元素，EHn为气态氢化物（m可以等于或不等于n）。HG-AFS技术在水环境监测中的研究与应用进展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[4]，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[5]，完全满足目前我国水环境监测工作的需要。 砷的测定 地表水、地下水受砷的环境污染事件时有发生。全球有5000多万人口正面临着地方性砷中毒的威胁，亚洲地区的孟加拉国、印度等国砷污染尤其严重[6][7]。世界卫生组织和我国生活饮用水卫生标准已将水中砷的含量控制在0.01mg/L以下[8]。 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2％～30％内变化。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BH4的浓度在1％～3％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[9]。 申治国等以L－半胱氨酸代替硫脲－抗坏血酸为预还原剂，也取得较好的测定效果，0～10mg/L范围内线性良好，检出限达0.049μg/L[10]。 汞的测定 汞是广泛存在于自然界的人体非必需元素，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]。[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 [8]。 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。 水样可使用高锰酸钾-过硫酸钾或溴酸钾-溴化钾消解，使用前，逐滴加入盐酸羟胺溶液，直至过量的高锰酸钾（或过剩的溴）恰好完全反应，在5％的盐酸介质中测定。KBH4的浓度可以低至0.05％，浓度在0.5％~2.5％浓度范围变化时，对标准曲线线性无影响。 测定汞时应注意，Hg2+不稳定，可在还原气化时损失，也容易被溶液中胶体或器壁吸附而损失，故汞试样及标准使用液中应加入适当的保护剂，可选用0.05～0.1％K2Cr2O7溶液。汞的测定应注意环境、器皿和试剂的污染问题，玻璃器皿应适当的酸液中清洗干净，试剂最好使用优级纯。 强烈吸收253.7nm汞线并发出荧光的物质如苯、甲苯、对二甲苯等芳香族化合物可产生严重的正干扰，原子荧光实验室内应避免此类物质的存放。 硒的测定 硒是人体必需微量元素人和动物对硒缺乏和中毒之间的适应范围很窄硒浓度为0.04～0.1ppm时，对动物和人有益ppm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[13]。我国生活饮用水卫生标准已