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摘 要:本文研究了以HCl作预还原剂,和测定介质,采用氢化物发生原子荧光法同时测定鱼中硒汞的可行性,突破了硒汞必须分测的传统实验方法,具有较高的实用价值和学术价值。实验结果表明,本实验方法灵敏度高,选择性好,操作简便,有良好的测定精密度和准确度。
关键词:氢化物发生原子荧光法;鱼;Se;Hg;同时测定
中图分类号:O572文献标识码: A
1、前 言
随着人民生活水平的不断提高,微量元素硒和汞的生理作用受到越来越多的关注。硒、汞在生物体内的积累和硒对汞的拮抗作用研究现已成为生态毒理学、环境毒理学、环境化学及分析化学等领域高度重视的重要研究内容。
本文采用的氢化物发生原子荧光法其灵敏度比原子吸收法更高,而且具有线性动态范围宽、原子化器和测量系统记忆效应小、抗干扰能力强、操作简便等优点,适用于10-9~10-12g/g级别的痕量汞的分析测定。选择氢化物发生原子荧光法进行鱼中痕量硒的测定,也正是考虑到了其线性范围宽,灵敏度极高,稳定性高,适合水产品中10-9~10-12g/g级别的硒的分析测定。
在生产中同时测定多个元素是实验手段发展的必然趋势,在现实中也已经非常普遍。实现硒汞同时测定能成倍地节省药品,试剂,简化操作,提高分析速度,具有较高的经济效益和学术价值。
2、实验部分
2.1主要仪器和试剂
2.1.1主要仪器
⑴AFS-2202型双道原子荧光光度计;⑵汞空心阴极灯;⑶硒空心阴极灯;
⑷高纯氩气;⑸LabTech-EH35A型电热板
2.1.2主要试剂
⑴硝酸(分析纯);
⑵盐酸(分析纯);
⑶高氯酸(分析纯);
⑷氢氧化钾溶液(0.5%):称取2.5g氢氧化钾(分析纯)于500mL蒸馏水中,现用现配。
⑸硼氢化钾溶液(2%):称取10.0g硼氢化钾(分析纯)于500mL氢氧化钾溶液(0.5%)中,现用现配。
⑹汞标准储备液1.0mg/mL):准确称取HgCl2(分析纯)0.6801g,0.5mol/LH2SO4溶解,定容于500mL容量瓶中,摇匀。
⑺汞标准使用液(50ng/mL):准确移取汞标准储备液(1.0mg/mL)1mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为10.00ug/mL。再吸取10.00ug/mL汞标液10mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为1.00ug/mL。最后吸取1.0ug/mL汞标液 5mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为50ng/mL.
⑻硒标准储备液(1.0mg/mL):准确称取高纯硒粉1.0g于100mL烧杯中,加入10mLHNO3和3mLHClO4,将其放置沸水浴中加热3-4h,待全部溶解,且开始冒白烟,取下,放置冷却后,移入1L容量瓶,用蒸馏水定容至刻度,摇匀,待用。
⑼硒标准使用液(50ng/mL):准确移取硒标准储备液(1.0mg/mL)1mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为10.00ug/mL。吸取10.00ug/mL硒标液10mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为1.000ug/mL。最后吸取1.000ug/mL硒标液 5mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为50ng/mL。
2.2实验方法
2.2.1样品处理及试样制备
本实验选取乌鱼做实验,考虑到乌鱼是一种食肉鱼,汞和硒的生物富集作用较为明显,能较好的验证本文所使用的实验方法。
将鱼皮剥净,鱼骨头剃掉,用不锈钢刀将鱼肉切成小丁状,置于表面皿中,放在干燥箱中,58℃温度下烘烤18小时,取出后却,碾磨至粉末状,放入干燥器中待用。
称取1.0g鱼样于50mL烧杯中,加入7.5mLHNO3,2.5mLHClO4,浸泡过夜,然后置于可调温电热板上,先低温(150℃左右)加热30min,这时会有大量的棕色气体,待剧烈反应过后,提高温度在250℃再煮1h,直至溶液为淡黄色,并有大量浓白烟分层滚动,此时,加入2.5mLHCl(分析纯),稍微冷却后,加入少量蒸馏水,加热微沸保持3~5min。冷却后将溶液移入50mL容量瓶中,用蒸馏水定容,待测。同时作样品空白。
2.2.2标准曲线的绘制
标准曲线的绘制:分别吸取50ng/mL的硒、汞标准使用液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、10.0mL于50mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,配制成浓度为0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、10.0ng/mL的标准系列。
然后按2.2.3节仪器条件测定,同时以荧光值对汞和硒的浓度绘制标准曲线。
2.2.3最佳仪器工作条件
表1 实现Se-Hg同时测定的最佳仪器工作参数
项目 参数
元素 A道:Hg B道:Se
光电倍增管负高压(V) 280 280
原子化器温度(℃) 200 200
原子化器高度(㎜) 8 8
灯电流(mA) 20 70
载气流量(mL/min) 500 500
屏蔽气流量(mL/min) 500 1000
测量方式 标准曲线法 标准曲线法
读数方式 峰面积 峰面积
读数时间(S) 10 10
延迟时间(S) 1 1
分析液单位 ug/mL ug/mL
3、結果与讨论
3.1仪器条件的选择
3.1.1负高压的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(5.0ng/mL),仅改变负高压大小,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表2 负高压的选择
负高压(V) If(Hg) If(Se)
230 51.86 ∕
240 76.6 ∕
250 98.59 ∕
260 116.4 ∕
270 186.4 93.3
280 296.4 110
290 386.3 111.4
300 ∕ 133.6
310 ∕ 160.5
320 ∕ 238.2
330 ∕ 348
光电倍增管的负高压直接影响仪器的灵敏度和稳定性,其灵敏度随负高压的增高而增加,但太高会增加暗电流和噪声,基线随之漂移,严重影响稳定性;过低则会使灵敏度下降,测定下限变差。图1显示:负高压对荧光强度的影响极为明显。为了能够同时满足汞和硒的测定条件,选择280V的负高压。
3.1.2灯电流的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(5.0ng/mL),仅改变灯电流大小,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表3 灯电流的大小
灯电流(mA) If(Hg) If(Se)
15 102.88 ∕
20 144.75 ∕
25 196.94 ∕
30 230.12 ∕
35 252.8 ∕
40 306.9 69.8
50 ∕ 86.7
60 ∕ 109.1
70 ∕ 110.3
80 ∕ 130.8
90 ∕ 155.8
100 ∕ 185.6
灯电流增加,荧光强度增大,但灯电流太高不仅重现性受影响,还会使灯的寿命缩短。
对于测汞,灯电流大,空白荧光值太高不利于测定,在实验过程中发现,灯电流超过20mA,空白荧光值就超过了600,不符合仪器的正常测定条件,因此选择20mA的灯电流。
对于测硒,为了保持荧光强度的适中和稳定,本文选择70mA的灯电流。
3.1.3炉高的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(5.0ng/mL),仅改变炉高高度,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表4 炉高的选择
炉高(㎜) If(Hg) If(Se)
5 201.6 92.7
6 234 104.9
7 241 114
8 245.5 119.6
9 243 115
10 237 103
11 230 99.8
爐高为光束离开石英炉到炉口的距离。过小的距离将会由于光源到炉口引起的反射光强度过强而使检出限变差。过高的炉高会导致灵敏度下降,还会降低测定精度。图3表明:炉高范围在7-9mm之间时,荧光强度最大而且比较稳定,因此本文选择8mm的炉高。
3.1.4载气流量的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(5.0ng/mL),仅改变载气流量大小,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表5 载气流量的选择
载气流量(mL/min) If(Hg) If(Se)
300 128 86.7
400 170 102.4
500 176 114
600 175.7 100.2
700 154 ∕
经实验,随着载气流量的增大,氢化物被稀释,其荧光强度下降,在450-550mL/min之间产生一个平台,本文选择500mL/min。
3.1.5屏蔽气流量的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(5.0ng/mL),仅改变屏蔽气流量大小,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表6 屏蔽气流量的选择
屏蔽气流量(mL/min) If(Hg) If(Se)
800 158.7 106.7
900 162.6 117.8
1000 169 111.6
1100 173 99.7
1200 189.6 ∕
屏蔽气可以防止周围大气的深入,保证了荧光效率的高效稳定。屏蔽气与荧光强度的关系如图5,本文选择1000mL/min的屏蔽气。
3.2硼氢化钾浓度的选择
分别称取KBH40.00、0.30、0.50、0.80、1.00、1.30、1.50g,溶于0.5%的KOH溶液中,用0.5%的KOH溶液定容至50mL,摇匀。此系列KBH4浓度分别为:0%、0.6%、1.0%、1.6%、2.0%、2.6%、3.0%。
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(1.0ng/mL),选择最佳仪器条件(参考2.2.3节),分别测定不同KBH4浓度下的荧光强度值,实验结果如下:
表7 KBH4浓度的选择
KBH4浓度(%) If(Hg) If(Se)
0.0 179 5
0.6 200 6
1.0 282 13.9
1.6 293.6 22.8
2.0 295.9 23
2.6 299 29.8
3.0 271 36
KBH4浓度对汞的测定有较大的影响。浓度过高,由于发生大量氢气对汞原子产生稀释作用而使灵敏度降低;若浓度过低,由于氢化反应不完全而使灵敏度降低。本实验表明:KBH4浓度为2%时,效果较好,因此选择2%的KBH4。
3.3硝酸酸度对荧光强度的影响
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(1.0ng/mL),仅改变HNO3的浓度,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表8 HNO3酸度对荧光强度的影响
HNO3酸度(%) If(Hg) If(Se)
2 320.9 -4.5
4 341.76 .1
6 330.4 1.6
8 303.8 -1.3
10 345.6 1.6
12 316.43 0.9
14 306.12 0.1
16 316.7 -0.8
3.4盐酸酸度对荧光强度的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(2.0ng/mL),仅改变HCl的浓度,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表9 HCl酸度对荧光强度的影响
盐酸酸度(%) If(Hg) If(Se)
0 199.5 12.3
1 289.5 16.5
2 281.5 28.9
3 269.1 33.4
4 295.6 40.6
5 294.6 40.1
6 297.8 39.5
8 285.5 40.5
10 297.9 40.4
盐酸对荧光强度的影响如图8,实验表明:随着酸度的增加,Hg和Se的荧光强度都在增加,而且Se的荧光强度较为稳定,但Hg的荧光强度波动较大,只在4%-6%之间出现了一个小平台。
3.5酸的种类以及最佳酸度的选择
本实验考虑了最常用的两种酸介质,HNO3和HCl。为了选择合适的酸介质,分别作了两种酸对硒和汞的荧光强度的影响。(参见3.3节和3.4节)。为了有利于Hg和Se的同时测定,本文选取了性质更为稳定的5%的盐酸。
3.6干扰及其消除
3.6.1汞对硒的干扰
固定硒标准溶液的浓度为1.00ng/mL,仅改变共存汞离子的浓度,试剂处理和仪器条件参考2.2节,测得数据如下:
表10 汞对硒的干扰
试剂编号 硒离子的浓度(ng/mL) 共存汞离子的浓度(ng/mL) (倍数) If(Se)
1 1.00 0.00 0 20.3
2 1.00 100.00 100 20.2
3 1.00 300.00 300 20.2
4 1.00 400.00 400 19.3
5 1.00 500.00 500 18.7
6 1.00 800.00 800 14.3
由上述数据和图表可得出结论:对于1.0ng/mL的硒溶液, 500倍的Hg有明显干扰。
3.6.2硒对汞的干扰
固定汞标准溶液的浓度为2.00ng/mL,改变共存硒离子的浓度,测得数据如下:
表11 硒对汞的干扰
试剂编号 汞离子的浓度(ng/mL) 共存硒离子的浓度(ng/mL)
(倍数) If(Hg)
1 2.00 0 0 386.5
2 2.00 200 100 385.8
3 2.00 600 300 387
4 2.00 1000 500 384
5 2.00 1600 800 386
6 2.00 2000 1000 383
7 2.00 3000 1500 385.5
由上述数据和图表可得出结论:对于2.0ng/mL的汞溶液,1500倍的Se无明显干扰。
3.7线性关系与检出限
按照2.2节配置标准系列,并进行测定,得到如下结果:
表12 标准曲线
编号 浓度(ng/mL) If(Hg) If(Se)
1 1.00 254.07 22.48
2 2.00 500.17 44.94
3 3.00 750.15 66.81
4 4.00 1000.41 87.95
5 5.00 1255.48 111.77
6 10.00 2507.25 222.00
由表12和图11可见:
汞浓度在0.0~10.0ng/mL范围内,荧光强度和浓度之间呈良好线性关系,相关系数为1;线性方程为:If=250.47*C+0.52。
硒浓度在0.0~10.0ng/mL范围内,荧光强度和浓度之间呈良好线性关系,相关系数为0.9999;线性方程为:If=22.21*C+0.14。
连续测定空白11次,实验结果如下:
表13 检出限的计算
Blank编号 A道(汞)If B道(硒)If
1 -5.62 -1.28
2 -6.66 -1.10
3 -5.66 -1.54
4 -4.93 -0.89
5 -5.56 -1.92
6 -5.18 -0.12
7 -7.27 -2.08
8 -7.02 -2.73
9 -5.27 -0.21
10 -7.45 -0.38
11 -5.99 -1.66
标准偏差(S) 0.89 0.82
斜率(k) 250.47 22.21
公式
检出限(DL)(ng/mL) 0.0107 0.112
标准偏差按照数学表达式计算。计算结果表明,汞和硒都有较低的检出限。
3.8样品测定
按2.2.2节处理样品,上仪器测定。测定结果见表14。
表14样品测定结果
样品名称 测定值(ug/kg)
Hg Se
乌鱼 92.5 431.5
3.9方法精密度实验
平行称取8份1.0000g鱼样,按照2.2节处理并测定样品,分析结果如下:
表14 样品的测定以及精密度
样品编号 A道(汞)(ng/mL) B道(硒)(ng/mL)
1 1.92 8.42
2 1.96 8.72
3 1.73 8.63
4 1.92 8.96
5 1.83 8.76
6 1.98 8.43
7 1.77 8.60
8 1.69 8.52
平均值 1.85 8.63
标准偏差(S) 0.111 0.182
变异系数(RSD) 5.98% 2.11%
相对标准偏差即变异系数的计算公式为:。
上述数据表明本文所采用的方法对于实现汞和硒的同时测定有较好的精密度,是切实可行的。
3.10回收率实验
从3.9节的样品中平行抽取5mL溶液6份,将其中3份以5%HCl定容至50mL,按照2.2节上仪器, 测出本底值。另外3份,每份中加入一倍于本底值的标准溶液。测得实验数据如下:
表15 回收率計算
项目 A道(Hg) B道(Se)
编号 编号
1 2 3 1 2 3
样品底值(ng) 11 9.5 10 42 49 48
加标量(ng) 10 10 10 50 50 50
测定值(ng) 20.5 18.5 19 87.5 95.5 97
回收率(%) 95 90 90 91 93 98
以上数据表明:本文所验证的硒汞连测方法测定样品中的硒汞具有较高的准确度。
4、结 论
4.1、采用硝酸高氯酸体系消解试样,彻底分解了大量的有机物,并赶尽了对测定硒有干扰的硝酸。
4.2、采用盐酸作为预还原剂和测定介质,同时对各种仪器条件进行优化,突破了以往硒汞必须分测的传统实验方法,实现了硒汞的同时测定。本方法检出限:Se-0.112 ng/mL;Hg-0.0107ng/mL。鱼中硒汞的回收率分别为:Se—91%~98%;Hg—90%~95%。
参考文献
[1]王丽鑫,胡晓荣,谭志勇,李晖.生物体内汞与硒的相互作用.重庆环境科学[J], 2002,24(2):73~75
[2]杨惠芬.食品中硒的测定[A].食品卫生理化植验标准手册[S],北京:中国标准出版杜,1996, 171~175
[3]郝林华,刘莉等.氢化物发生原子荧光法测定食品、水产品及饲料中硒的方法研究.中国水产科学[J],2000,7(3):85~88
[4]张苒,扬黄河.氢化物-原子荧光法测定水样中的汞.广东环境监测与管理[J],1998,(1):13~16
关键词:氢化物发生原子荧光法;鱼;Se;Hg;同时测定
中图分类号:O572文献标识码: A
1、前 言
随着人民生活水平的不断提高,微量元素硒和汞的生理作用受到越来越多的关注。硒、汞在生物体内的积累和硒对汞的拮抗作用研究现已成为生态毒理学、环境毒理学、环境化学及分析化学等领域高度重视的重要研究内容。
本文采用的氢化物发生原子荧光法其灵敏度比原子吸收法更高,而且具有线性动态范围宽、原子化器和测量系统记忆效应小、抗干扰能力强、操作简便等优点,适用于10-9~10-12g/g级别的痕量汞的分析测定。选择氢化物发生原子荧光法进行鱼中痕量硒的测定,也正是考虑到了其线性范围宽,灵敏度极高,稳定性高,适合水产品中10-9~10-12g/g级别的硒的分析测定。
在生产中同时测定多个元素是实验手段发展的必然趋势,在现实中也已经非常普遍。实现硒汞同时测定能成倍地节省药品,试剂,简化操作,提高分析速度,具有较高的经济效益和学术价值。
2、实验部分
2.1主要仪器和试剂
2.1.1主要仪器
⑴AFS-2202型双道原子荧光光度计;⑵汞空心阴极灯;⑶硒空心阴极灯;
⑷高纯氩气;⑸LabTech-EH35A型电热板
2.1.2主要试剂
⑴硝酸(分析纯);
⑵盐酸(分析纯);
⑶高氯酸(分析纯);
⑷氢氧化钾溶液(0.5%):称取2.5g氢氧化钾(分析纯)于500mL蒸馏水中,现用现配。
⑸硼氢化钾溶液(2%):称取10.0g硼氢化钾(分析纯)于500mL氢氧化钾溶液(0.5%)中,现用现配。
⑹汞标准储备液1.0mg/mL):准确称取HgCl2(分析纯)0.6801g,0.5mol/LH2SO4溶解,定容于500mL容量瓶中,摇匀。
⑺汞标准使用液(50ng/mL):准确移取汞标准储备液(1.0mg/mL)1mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为10.00ug/mL。再吸取10.00ug/mL汞标液10mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为1.00ug/mL。最后吸取1.0ug/mL汞标液 5mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为50ng/mL.
⑻硒标准储备液(1.0mg/mL):准确称取高纯硒粉1.0g于100mL烧杯中,加入10mLHNO3和3mLHClO4,将其放置沸水浴中加热3-4h,待全部溶解,且开始冒白烟,取下,放置冷却后,移入1L容量瓶,用蒸馏水定容至刻度,摇匀,待用。
⑼硒标准使用液(50ng/mL):准确移取硒标准储备液(1.0mg/mL)1mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为10.00ug/mL。吸取10.00ug/mL硒标液10mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为1.000ug/mL。最后吸取1.000ug/mL硒标液 5mL于100mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,溶液浓度为50ng/mL。
2.2实验方法
2.2.1样品处理及试样制备
本实验选取乌鱼做实验,考虑到乌鱼是一种食肉鱼,汞和硒的生物富集作用较为明显,能较好的验证本文所使用的实验方法。
将鱼皮剥净,鱼骨头剃掉,用不锈钢刀将鱼肉切成小丁状,置于表面皿中,放在干燥箱中,58℃温度下烘烤18小时,取出后却,碾磨至粉末状,放入干燥器中待用。
称取1.0g鱼样于50mL烧杯中,加入7.5mLHNO3,2.5mLHClO4,浸泡过夜,然后置于可调温电热板上,先低温(150℃左右)加热30min,这时会有大量的棕色气体,待剧烈反应过后,提高温度在250℃再煮1h,直至溶液为淡黄色,并有大量浓白烟分层滚动,此时,加入2.5mLHCl(分析纯),稍微冷却后,加入少量蒸馏水,加热微沸保持3~5min。冷却后将溶液移入50mL容量瓶中,用蒸馏水定容,待测。同时作样品空白。
2.2.2标准曲线的绘制
标准曲线的绘制:分别吸取50ng/mL的硒、汞标准使用液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、10.0mL于50mL容量瓶中,用5%HCl定容至刻度,摇匀,配制成浓度为0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、10.0ng/mL的标准系列。
然后按2.2.3节仪器条件测定,同时以荧光值对汞和硒的浓度绘制标准曲线。
2.2.3最佳仪器工作条件
表1 实现Se-Hg同时测定的最佳仪器工作参数
项目 参数
元素 A道:Hg B道:Se
光电倍增管负高压(V) 280 280
原子化器温度(℃) 200 200
原子化器高度(㎜) 8 8
灯电流(mA) 20 70
载气流量(mL/min) 500 500
屏蔽气流量(mL/min) 500 1000
测量方式 标准曲线法 标准曲线法
读数方式 峰面积 峰面积
读数时间(S) 10 10
延迟时间(S) 1 1
分析液单位 ug/mL ug/mL
3、結果与讨论
3.1仪器条件的选择
3.1.1负高压的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(5.0ng/mL),仅改变负高压大小,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表2 负高压的选择
负高压(V) If(Hg) If(Se)
230 51.86 ∕
240 76.6 ∕
250 98.59 ∕
260 116.4 ∕
270 186.4 93.3
280 296.4 110
290 386.3 111.4
300 ∕ 133.6
310 ∕ 160.5
320 ∕ 238.2
330 ∕ 348
光电倍增管的负高压直接影响仪器的灵敏度和稳定性,其灵敏度随负高压的增高而增加,但太高会增加暗电流和噪声,基线随之漂移,严重影响稳定性;过低则会使灵敏度下降,测定下限变差。图1显示:负高压对荧光强度的影响极为明显。为了能够同时满足汞和硒的测定条件,选择280V的负高压。
3.1.2灯电流的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(5.0ng/mL),仅改变灯电流大小,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表3 灯电流的大小
灯电流(mA) If(Hg) If(Se)
15 102.88 ∕
20 144.75 ∕
25 196.94 ∕
30 230.12 ∕
35 252.8 ∕
40 306.9 69.8
50 ∕ 86.7
60 ∕ 109.1
70 ∕ 110.3
80 ∕ 130.8
90 ∕ 155.8
100 ∕ 185.6
灯电流增加,荧光强度增大,但灯电流太高不仅重现性受影响,还会使灯的寿命缩短。
对于测汞,灯电流大,空白荧光值太高不利于测定,在实验过程中发现,灯电流超过20mA,空白荧光值就超过了600,不符合仪器的正常测定条件,因此选择20mA的灯电流。
对于测硒,为了保持荧光强度的适中和稳定,本文选择70mA的灯电流。
3.1.3炉高的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(5.0ng/mL),仅改变炉高高度,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表4 炉高的选择
炉高(㎜) If(Hg) If(Se)
5 201.6 92.7
6 234 104.9
7 241 114
8 245.5 119.6
9 243 115
10 237 103
11 230 99.8
爐高为光束离开石英炉到炉口的距离。过小的距离将会由于光源到炉口引起的反射光强度过强而使检出限变差。过高的炉高会导致灵敏度下降,还会降低测定精度。图3表明:炉高范围在7-9mm之间时,荧光强度最大而且比较稳定,因此本文选择8mm的炉高。
3.1.4载气流量的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(5.0ng/mL),仅改变载气流量大小,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表5 载气流量的选择
载气流量(mL/min) If(Hg) If(Se)
300 128 86.7
400 170 102.4
500 176 114
600 175.7 100.2
700 154 ∕
经实验,随着载气流量的增大,氢化物被稀释,其荧光强度下降,在450-550mL/min之间产生一个平台,本文选择500mL/min。
3.1.5屏蔽气流量的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(5.0ng/mL),仅改变屏蔽气流量大小,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表6 屏蔽气流量的选择
屏蔽气流量(mL/min) If(Hg) If(Se)
800 158.7 106.7
900 162.6 117.8
1000 169 111.6
1100 173 99.7
1200 189.6 ∕
屏蔽气可以防止周围大气的深入,保证了荧光效率的高效稳定。屏蔽气与荧光强度的关系如图5,本文选择1000mL/min的屏蔽气。
3.2硼氢化钾浓度的选择
分别称取KBH40.00、0.30、0.50、0.80、1.00、1.30、1.50g,溶于0.5%的KOH溶液中,用0.5%的KOH溶液定容至50mL,摇匀。此系列KBH4浓度分别为:0%、0.6%、1.0%、1.6%、2.0%、2.6%、3.0%。
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(1.0ng/mL),选择最佳仪器条件(参考2.2.3节),分别测定不同KBH4浓度下的荧光强度值,实验结果如下:
表7 KBH4浓度的选择
KBH4浓度(%) If(Hg) If(Se)
0.0 179 5
0.6 200 6
1.0 282 13.9
1.6 293.6 22.8
2.0 295.9 23
2.6 299 29.8
3.0 271 36
KBH4浓度对汞的测定有较大的影响。浓度过高,由于发生大量氢气对汞原子产生稀释作用而使灵敏度降低;若浓度过低,由于氢化反应不完全而使灵敏度降低。本实验表明:KBH4浓度为2%时,效果较好,因此选择2%的KBH4。
3.3硝酸酸度对荧光强度的影响
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(1.0ng/mL),仅改变HNO3的浓度,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表8 HNO3酸度对荧光强度的影响
HNO3酸度(%) If(Hg) If(Se)
2 320.9 -4.5
4 341.76 .1
6 330.4 1.6
8 303.8 -1.3
10 345.6 1.6
12 316.43 0.9
14 306.12 0.1
16 316.7 -0.8
3.4盐酸酸度对荧光强度的选择
固定汞标准溶液浓度(1.0ng/mL),硒标准溶液浓度(2.0ng/mL),仅改变HCl的浓度,其余手续按2.2.2节,实验结果如下:
表9 HCl酸度对荧光强度的影响
盐酸酸度(%) If(Hg) If(Se)
0 199.5 12.3
1 289.5 16.5
2 281.5 28.9
3 269.1 33.4
4 295.6 40.6
5 294.6 40.1
6 297.8 39.5
8 285.5 40.5
10 297.9 40.4
盐酸对荧光强度的影响如图8,实验表明:随着酸度的增加,Hg和Se的荧光强度都在增加,而且Se的荧光强度较为稳定,但Hg的荧光强度波动较大,只在4%-6%之间出现了一个小平台。
3.5酸的种类以及最佳酸度的选择
本实验考虑了最常用的两种酸介质,HNO3和HCl。为了选择合适的酸介质,分别作了两种酸对硒和汞的荧光强度的影响。(参见3.3节和3.4节)。为了有利于Hg和Se的同时测定,本文选取了性质更为稳定的5%的盐酸。
3.6干扰及其消除
3.6.1汞对硒的干扰
固定硒标准溶液的浓度为1.00ng/mL,仅改变共存汞离子的浓度,试剂处理和仪器条件参考2.2节,测得数据如下:
表10 汞对硒的干扰
试剂编号 硒离子的浓度(ng/mL) 共存汞离子的浓度(ng/mL) (倍数) If(Se)
1 1.00 0.00 0 20.3
2 1.00 100.00 100 20.2
3 1.00 300.00 300 20.2
4 1.00 400.00 400 19.3
5 1.00 500.00 500 18.7
6 1.00 800.00 800 14.3
由上述数据和图表可得出结论:对于1.0ng/mL的硒溶液, 500倍的Hg有明显干扰。
3.6.2硒对汞的干扰
固定汞标准溶液的浓度为2.00ng/mL,改变共存硒离子的浓度,测得数据如下:
表11 硒对汞的干扰
试剂编号 汞离子的浓度(ng/mL) 共存硒离子的浓度(ng/mL)
(倍数) If(Hg)
1 2.00 0 0 386.5
2 2.00 200 100 385.8
3 2.00 600 300 387
4 2.00 1000 500 384
5 2.00 1600 800 386
6 2.00 2000 1000 383
7 2.00 3000 1500 385.5
由上述数据和图表可得出结论:对于2.0ng/mL的汞溶液,1500倍的Se无明显干扰。
3.7线性关系与检出限
按照2.2节配置标准系列,并进行测定,得到如下结果:
表12 标准曲线
编号 浓度(ng/mL) If(Hg) If(Se)
1 1.00 254.07 22.48
2 2.00 500.17 44.94
3 3.00 750.15 66.81
4 4.00 1000.41 87.95
5 5.00 1255.48 111.77
6 10.00 2507.25 222.00
由表12和图11可见:
汞浓度在0.0~10.0ng/mL范围内,荧光强度和浓度之间呈良好线性关系,相关系数为1;线性方程为:If=250.47*C+0.52。
硒浓度在0.0~10.0ng/mL范围内,荧光强度和浓度之间呈良好线性关系,相关系数为0.9999;线性方程为:If=22.21*C+0.14。
连续测定空白11次,实验结果如下:
表13 检出限的计算
Blank编号 A道(汞)If B道(硒)If
1 -5.62 -1.28
2 -6.66 -1.10
3 -5.66 -1.54
4 -4.93 -0.89
5 -5.56 -1.92
6 -5.18 -0.12
7 -7.27 -2.08
8 -7.02 -2.73
9 -5.27 -0.21
10 -7.45 -0.38
11 -5.99 -1.66
标准偏差(S) 0.89 0.82
斜率(k) 250.47 22.21
公式
检出限(DL)(ng/mL) 0.0107 0.112
标准偏差按照数学表达式计算。计算结果表明,汞和硒都有较低的检出限。
3.8样品测定
按2.2.2节处理样品,上仪器测定。测定结果见表14。
表14样品测定结果
样品名称 测定值(ug/kg)
Hg Se
乌鱼 92.5 431.5
3.9方法精密度实验
平行称取8份1.0000g鱼样,按照2.2节处理并测定样品,分析结果如下:
表14 样品的测定以及精密度
样品编号 A道(汞)(ng/mL) B道(硒)(ng/mL)
1 1.92 8.42
2 1.96 8.72
3 1.73 8.63
4 1.92 8.96
5 1.83 8.76
6 1.98 8.43
7 1.77 8.60
8 1.69 8.52
平均值 1.85 8.63
标准偏差(S) 0.111 0.182
变异系数(RSD) 5.98% 2.11%
相对标准偏差即变异系数的计算公式为:。
上述数据表明本文所采用的方法对于实现汞和硒的同时测定有较好的精密度,是切实可行的。
3.10回收率实验
从3.9节的样品中平行抽取5mL溶液6份,将其中3份以5%HCl定容至50mL,按照2.2节上仪器, 测出本底值。另外3份,每份中加入一倍于本底值的标准溶液。测得实验数据如下:
表15 回收率計算
项目 A道(Hg) B道(Se)
编号 编号
1 2 3 1 2 3
样品底值(ng) 11 9.5 10 42 49 48
加标量(ng) 10 10 10 50 50 50
测定值(ng) 20.5 18.5 19 87.5 95.5 97
回收率(%) 95 90 90 91 93 98
以上数据表明:本文所验证的硒汞连测方法测定样品中的硒汞具有较高的准确度。
4、结 论
4.1、采用硝酸高氯酸体系消解试样,彻底分解了大量的有机物,并赶尽了对测定硒有干扰的硝酸。
4.2、采用盐酸作为预还原剂和测定介质,同时对各种仪器条件进行优化,突破了以往硒汞必须分测的传统实验方法,实现了硒汞的同时测定。本方法检出限:Se-0.112 ng/mL;Hg-0.0107ng/mL。鱼中硒汞的回收率分别为:Se—91%~98%;Hg—90%~95%。
参考文献
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