氢化物发生ICP—OES测定化探样品中痕量砷锑铋
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摘 要：研究了氢化物发生ICP-OES法同时测定化探样品中痕量As、Sb 和Bi，拟定了分析方法。用本法对8个水系沉积物标样进行分析，结果与推荐值一致。方法的检出限为（ug/g）：，As：0.07 Sb：0.03 Bi：0.07
关键词：氢化物，ICP-OES，化探，砷锑铋
电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）具有靈敏度高、分析速度快、稳定性好及多元素同时测定等优点，因此现在广泛用于化探样品中微量元素的测定。ICP-OES结合氢化物发生技术能极大地改善AS、Sb、Bi检出限[1-4]，一般都可以降低一到两[5] 个数量级，同时在进样的过程中去除绝大多数不能形成氢化物的元素，减少了光谱干扰，提高测试的准确性。本文采用氢化物发生ICP-OES法对化探样品中痕量As、Sb 和Bi 的测定进行了研究，对影响氢化物发生ICP-OES 测定As、Sb、Bi分析信号的主要因素如产生氢化物的介质酸度、待测元素形态、预还原剂的加入量、等离子体的工作功率、共存元素的干扰等方面进行了试验，选定了反应产生氢化物及仪器工作的最佳条件。采用王水处理样品，在选定条件下对国家一级水系沉积物标准物质进行分析，结果与标准值吻合较好。本法的检出限为（ug/g），As 0.07，Sb 0.03，Bi 0.07。满足化探样品检出限的要求。
1、实验部分
1.1仪器
5300DV 电感耦合等离子体发射光谱仪（美国 PE公司）；氢化物发生器。
1.2标准溶液及试剂
砷锑铋标准溶液 1000mg/L（国家标准物质中心），工作标准溶液：用上述标准溶液逐级稀释，浓度分别为0μg/L、2μg/L、4μg/L、8μg/L、16μg/L。盐酸、硝酸 均为分析纯；0.5%硼氢化钾溶液：称取0.05g氢氧化钠于100mL聚丙烯塑料瓶中，加入去离子水溶解氢氧化钠，然后称取0.5g硼氢化钾加入上述溶液中，用去离子水稀释至100毫升，该溶液现用现配；预还原剂：5%碘化钾+5%抗坏血酸，现用现配。
1.3样品处理
称取样品O.250g于25ml比色管中，加入10mL1+1王水[6] ，该王水现用现配。将比色管放到沸水浴中，反应1小时，期间摇晃几次。定容摇匀。放置过夜，取10ml上层清液到20ml比色管中，加入5ml5%KI+5%抗坏血酸预还原剂及1ml盐酸，用去离子水定容到20ml，摇匀，为保证预反应完全，样品需放置30分钟以上。
2结果及讨论
2.1酸度的影响
测定As、Sb、Bi以盐酸为介质最佳，因此本法采用盐酸作为介质。对试液酸度的影响进行了考察，当盐酸浓度为10%-20%测定结果保持稳定。故本法选择10%盐酸浓度为分析酸度。
2.2 硼氢化钾浓度的影响
硼氢化钾在氢化物反应中作为一种强还原剂，当浓度过低时，会使还原反应不彻底：而当浓度过高时，硼氢化钾将共存金属离子还原成金属沉淀析出，且产生大量的氢气，造成等离子体的不稳定，进而影响结果的稳定性。试验结果：当硼氢化钾浓度为0.5%时，信号强度稳定，信噪比最佳，标样测试结果与推荐值相吻合。
2.3 预还原剂用量
氢化物发生还原反应的效率依赖于被分析物的价态，通常反应的进行是在较低的价态。为了确保分析物是在较低的价态，在与硼氢化钾反应之前需要向试液加入预还原剂。本文对预还原剂加入量对待测元素的影响进行了一系列的实验，结果表明：当预还原剂加入5-10ml时，信号强度基本保持不变，因而本法选择加入预还原剂5ml。
2.4 RF线圈功率
RF线圈的作用是提供维持等离子体和元素激发的能量，所有的谱线强度都有随功率增加而增强的倾向，但随着功率的增加，光谱的背景强度也随之增强，信噪比变差，检出限反而不能降低。RF线圈功率选择的条件是最佳信噪比，因此本方法选择1400W。
2.5 共存元素的干扰
在氢化物发生电感耦合等离子体方法中共存元素的干扰，有过渡元素对氢化物的生成存在的液相干扰和可形成氢化物元素之间在传输及原子化过程中产生的气相干扰。其中以气相干扰为主。在氢化物的干扰中，干扰往往决定于干扰元素的绝对量。张卓勇等[7] 干扰及其机理作了详细的研究。考虑到化探样品中一般Ca、Mg、Fe等含量较高，本文考察了Ca、Mg、Fe、Al、Ti、Cu、Pb、Zn七种共存元素的干扰，在下列范围内，上述元素不干扰As、Sb、Bi的测定：Ca 10mg/ml，Mg、Fe、Al 5mg/ml，Ti 0.5mg/ml，Cu、Pb、Zn 0.1mg/ml。当样品上述元素超过允许量时，可采取稀释办法保证测试的准确性。
2.6 检出限和精密度
将空白溶液和5ug/L的砷锑铋标准溶液连续测定11次，仪器按照标准偏差的3倍自动计算检出限（ug/g），As 0.07，Sb 0.03，Bi 0.07。相对标准偏差分别为：As 0.38%、Sb 2.07%、Bi 1.03%。
2.7 分析结果对照
按照样品分析手续，对8个国家一级水系沉积物标准物质进行分析，结果见下表：
3、结论
本文采用王水硝解样品，能有效防止样品在前处理过程中砷锑铋的挥发损失。氢化物发生ICP-OES同时测定化探样品中砷锑铋，具有灵敏度高、检出限低、线性范围宽及三种元素同时检测等优点，对于化探样品量大、数据测试要求高的特点，该方法非常适合。
参考文献：
[1] 吴列平，袁云晖 岩矿测试，1998，18（3）：220
[2] Walters P E and Banardt C A.Spect roch im.A cta[J ]，1988，43B：325.
[3] M urilloM，M ermet J M.Spect roch im.A cta[J ]，1987，42B：1151.
[4] M urilloM，M ermet J M.Spect roch im.A cta[J ]，1989，44B：359.
[5] 王 芳，万家亮，卢汉兵，陈 隽 分析科学学报 2000，16（3）：192-195
[6] 尹明，李家熙 岩石矿物分析，第四版第四分册，2011：841
[7] 张卓勇，曾宪津，黄本立 光谱学与光谱分析，1991，11（2）：68
（作者单位：通标标准技术服务（天津）有限公司）
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