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[摘 要]建立微波消解污水原子荧光法测定污水中硒含量的方法。利用CEM密闭微波消解仪消解污水后测定硒,进行标准曲线、精密度、检出限、回收率的实验。结果:曲线线性R=0.999以上,精密度<5%, 检出限:0.01μg/L,测定污水中的硒含量在2μg,5μg,8μg回收率在86%-90%之间,达到HG694-2007的标准70%-130%。该方法具有快速准确、灵敏度高、精密度好的优点,用于测定污水中硒含量的测定,结果满意。
[关键词]微波消解;原子荧光法;污水;硒
中图分类号:O657.31;TS272.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)08-0231-01
引言
硒的检测方法有二氨基萘荧光法、氢化物原子吸收法、氢化物原子荧光法等,前第一种方法操作复杂,灵敏度较低,氢化物原子吸收法、氢化物原子荧光法,灵敏度高,线性范围较宽,试剂用量少。对于清洁的生活用水可以直接酸化后上机测定,但对于地下水、地表水、污水都需要进行消解后测定,湿法消解耗时、危险大、所需试剂多,微波消解快速、简便、试剂用量少,消解效果好。
1 实验部分
1.1 原理
水样在密闭的消解罐中经微波消解后,加入盐酸将样品中的六价硒还原为四价硒,在酸性条件下,以硼氰化钾作还原剂,将样品中待测的硒还原成挥发性共价氢化物,由载气带入原子化器中进行原子化。在硒特制空心阴极灯照射下,硒原子受光辐射激发发射特征波长的荧光,其荧光强度与硒含量成正比,从而计算出样品中硒含量。(1)
1.2 试剂
盐酸:优级纯(ρ20=1.19g/ml);硝酸:优级纯(ρ20=1.42g/ml);硼氫化钾溶液(10g/L):称取10g硼氢化钾并使其溶于1000ml 5g/L的氢氧化钾溶液中;硒标准储备液(1000mg/l);由中国标准物质研究中心提供。硒标准使用液〔100ug/ml〕:吸取硒标准储备溶液10.00ml于1000ml容量瓶中,用纯水定容。此液1.00ml含100μg硒。吸取此溶液10.00ml于100ml容量瓶中,用纯水定容。此液1.00ml含0.10μg硒,临用前现配。
1.3 仪器
PF5-2型双道原子荧光光谱仪,硒特制空心阴极灯(普析通用公司)。CEM M6高压微波微波消解仪,附聚四氟乙烯消解罐。Milli-Q超纯水制备仪
1.4 仪器条件
灯电流:35mA;负高压:275V;载气流量:300ml/min;屏蔽气流量:600?ml/min;延时时间:4s;读数时间:16s;原子化器高度:6mm
1.5 样品消解
取20.00ml水样于消解罐中内,加硝酸2ml,置入微波消解仪中内,设置消解参数,消解冷却后移入的25ml比色管中,用纯水稀释至刻度,加入2.5ml盐酸混匀待测定。
1.6标准曲线
分别吸取硒标准应用液?0.50、1.00、2.00、4.0、8.00、10.00ml于25ml比色管中,分别加纯水至刻度,加入2.5ml浓盐酸混匀,上机测定。以荧光强渡为纵坐标,以浓度为横坐标绘制标准曲线,其相关系数R=0.9993,直线回归方程为If=50.9429*c+5.5723。
2 结果和讨论
2.1 微波消解参数的选择
样品消解温度对消解效果的影响
环境部颁布HJ678-2013方法,针对金属总量微波消解;HJ694-2007砷、硒、汞样品消解采用湿法消解。结合两种方法,通过实验针对不同的消解仪改变消解功率、温度和时间,参照Mrrs6使用手册,消解溶液总体积<20ml,加酸量<5ml,6-25个罐功率为600W,能用低温消化的样品就不用高温消解,升温速率不可过高,高温下保温时间不宜过长,采用功率最小化原则,第一阶段升温20℃/min第二阶段升温10℃/min(2)设置不同的消解温度(见表1)。
取20ml纯水加标样品加入2ml硝酸消解,消解完成后等温度低于80℃,取出消解罐在通风橱内缓慢旋开盖子释放剩余压力,再可全部旋开盖子。不同消解温度消解后上机测定荧光值同一样品做7个平行样,荧光强度见(表2)。
从表2可以看出两个温度的消解对荧光强度的影响不大,因此选用低温进行消解。
(2)微波消解加酸量对消解效果的影响。
消解温度确定后针对不同加酸量进行测定,取20ml纯水加标样品分别加入1ml,2ml,3ml,4ml,5ml硝酸进行消解,上机测定荧光值,荧光强度见(表3)。
从表3中可以看出1ml加酸量荧光值偏低,回收率低;2ml,,3ml,4ml加酸量荧光强度相差不大,回收率基本接近;5ml加酸量荧光强度较低,回收率低。加酸量2ml,3ml,4ml回收率较好,在回收率接近的情况下选用较低的加酸量,因此选用2ml加酸量。
3 结果与讨论
3.1 精密度
按照仪器的统计测量功能,对浓度为6.97μg/l标准溶液进行连续7次测量,求得荧光值相对标准偏差为2.56%。
3.2 检出限
在仪器条件参数最佳时,对空白溶液测量11次,测定荧光强度,求得检测限为0.01μg/L。
3.3 准确度
取水样加入一定量的标准溶液,在仪器条件参数最佳按实验方法测定,其测定结果见表4。
4 结论
结合HJ694-2007和HJ678-2013方法,利用CEM密闭微波消解样品,快速方便,微波消解较湿法消解即节省试剂又节约时间。
针对培安CEM微波消解仪设定的温度及保持时间,不同仪器具有不同程序升温。
本方法针对本地区污水处理工艺(除油、酸化、曝气、加氯消毒、出水)设计的消解参数(加酸量、消解温度、保持时间)。
参考文献
[1] 申开旭,宋大恩.水中硒测定方法的参数条件优化及可靠性分析,水资源研究,2014,(3).
[2] CEM使用手册.
[关键词]微波消解;原子荧光法;污水;硒
中图分类号:O657.31;TS272.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)08-0231-01
引言
硒的检测方法有二氨基萘荧光法、氢化物原子吸收法、氢化物原子荧光法等,前第一种方法操作复杂,灵敏度较低,氢化物原子吸收法、氢化物原子荧光法,灵敏度高,线性范围较宽,试剂用量少。对于清洁的生活用水可以直接酸化后上机测定,但对于地下水、地表水、污水都需要进行消解后测定,湿法消解耗时、危险大、所需试剂多,微波消解快速、简便、试剂用量少,消解效果好。
1 实验部分
1.1 原理
水样在密闭的消解罐中经微波消解后,加入盐酸将样品中的六价硒还原为四价硒,在酸性条件下,以硼氰化钾作还原剂,将样品中待测的硒还原成挥发性共价氢化物,由载气带入原子化器中进行原子化。在硒特制空心阴极灯照射下,硒原子受光辐射激发发射特征波长的荧光,其荧光强度与硒含量成正比,从而计算出样品中硒含量。(1)
1.2 试剂
盐酸:优级纯(ρ20=1.19g/ml);硝酸:优级纯(ρ20=1.42g/ml);硼氫化钾溶液(10g/L):称取10g硼氢化钾并使其溶于1000ml 5g/L的氢氧化钾溶液中;硒标准储备液(1000mg/l);由中国标准物质研究中心提供。硒标准使用液〔100ug/ml〕:吸取硒标准储备溶液10.00ml于1000ml容量瓶中,用纯水定容。此液1.00ml含100μg硒。吸取此溶液10.00ml于100ml容量瓶中,用纯水定容。此液1.00ml含0.10μg硒,临用前现配。
1.3 仪器
PF5-2型双道原子荧光光谱仪,硒特制空心阴极灯(普析通用公司)。CEM M6高压微波微波消解仪,附聚四氟乙烯消解罐。Milli-Q超纯水制备仪
1.4 仪器条件
灯电流:35mA;负高压:275V;载气流量:300ml/min;屏蔽气流量:600?ml/min;延时时间:4s;读数时间:16s;原子化器高度:6mm
1.5 样品消解
取20.00ml水样于消解罐中内,加硝酸2ml,置入微波消解仪中内,设置消解参数,消解冷却后移入的25ml比色管中,用纯水稀释至刻度,加入2.5ml盐酸混匀待测定。
1.6标准曲线
分别吸取硒标准应用液?0.50、1.00、2.00、4.0、8.00、10.00ml于25ml比色管中,分别加纯水至刻度,加入2.5ml浓盐酸混匀,上机测定。以荧光强渡为纵坐标,以浓度为横坐标绘制标准曲线,其相关系数R=0.9993,直线回归方程为If=50.9429*c+5.5723。
2 结果和讨论
2.1 微波消解参数的选择
样品消解温度对消解效果的影响
环境部颁布HJ678-2013方法,针对金属总量微波消解;HJ694-2007砷、硒、汞样品消解采用湿法消解。结合两种方法,通过实验针对不同的消解仪改变消解功率、温度和时间,参照Mrrs6使用手册,消解溶液总体积<20ml,加酸量<5ml,6-25个罐功率为600W,能用低温消化的样品就不用高温消解,升温速率不可过高,高温下保温时间不宜过长,采用功率最小化原则,第一阶段升温20℃/min第二阶段升温10℃/min(2)设置不同的消解温度(见表1)。
取20ml纯水加标样品加入2ml硝酸消解,消解完成后等温度低于80℃,取出消解罐在通风橱内缓慢旋开盖子释放剩余压力,再可全部旋开盖子。不同消解温度消解后上机测定荧光值同一样品做7个平行样,荧光强度见(表2)。
从表2可以看出两个温度的消解对荧光强度的影响不大,因此选用低温进行消解。
(2)微波消解加酸量对消解效果的影响。
消解温度确定后针对不同加酸量进行测定,取20ml纯水加标样品分别加入1ml,2ml,3ml,4ml,5ml硝酸进行消解,上机测定荧光值,荧光强度见(表3)。
从表3中可以看出1ml加酸量荧光值偏低,回收率低;2ml,,3ml,4ml加酸量荧光强度相差不大,回收率基本接近;5ml加酸量荧光强度较低,回收率低。加酸量2ml,3ml,4ml回收率较好,在回收率接近的情况下选用较低的加酸量,因此选用2ml加酸量。
3 结果与讨论
3.1 精密度
按照仪器的统计测量功能,对浓度为6.97μg/l标准溶液进行连续7次测量,求得荧光值相对标准偏差为2.56%。
3.2 检出限
在仪器条件参数最佳时,对空白溶液测量11次,测定荧光强度,求得检测限为0.01μg/L。
3.3 准确度
取水样加入一定量的标准溶液,在仪器条件参数最佳按实验方法测定,其测定结果见表4。
4 结论
结合HJ694-2007和HJ678-2013方法,利用CEM密闭微波消解样品,快速方便,微波消解较湿法消解即节省试剂又节约时间。
针对培安CEM微波消解仪设定的温度及保持时间,不同仪器具有不同程序升温。
本方法针对本地区污水处理工艺(除油、酸化、曝气、加氯消毒、出水)设计的消解参数(加酸量、消解温度、保持时间)。
参考文献
[1] 申开旭,宋大恩.水中硒测定方法的参数条件优化及可靠性分析,水资源研究,2014,(3).
[2] CEM使用手册.