原子荧光光谱仪准确测定水溶肥料砷的含量

2023-02-05

肥料中的重金属元素主要是指砷、镉、铅、铬、汞, 其主要来源为工业硫酸、磷矿石和各类有机质如污泥、生活垃圾等。砷和含砷金属的开采、冶炼, 用砷或深化合物作原料的玻璃、颜料、原药、纸张的生产以及煤的燃烧等过程, 都可产生含砷废水、废气和废渣, 对环境造成污染。元素砷的毒性极低, 砷化物均有毒性, 三价砷化合物比其他砷化合物毒性更强。大量使用砷超标的化肥, 可在土壤和植物中产生砷积累的情况。从而对人体进行伤害。如何准确的测定化肥中砷的含量关键在于五价砷完全还原至三价砷, 测出总砷的含量。

一、材料与方法

1. 材料与设备

(1) 试验材料

选取新疆地产大量元素水溶肥料样品。

(2) 实验试剂

盐酸 (优级纯) 、硝酸 (优级纯) 、氢氧化钾溶液:5g/L、硼氢化钾溶液:12g/L、硫脲溶液:50g/L、砷标准储备溶液:1000μg/ml、砷标准溶液:100μg/ml、砷标准溶液:1μg/ml

(3) 试验仪器及设备

实验室常用仪器设备及东西电子AF-7500原子荧光光谱仪。

二、实验方法

1. 实验步骤

(1) 试样溶液制备

称取试样0.2-2.0g (精确至0.0001g) 于100ml烧杯中, 加入20ml王水, 盖上表面皿, 于150℃-200℃可调电热板上消化 (含腐殖酸水溶肥料及含大量有机物质的肥料建议先侵泡过夜) 。烧杯内容物近干时, 用滴管滴加盐酸数滴, 驱赶剩余硝酸, 反复数次, 直至再次滴加盐酸时无棕黄色烟雾出现为止。用少量水冲洗表面皿及烧杯内壁并继续煮沸5min, 取下冷却, 过滤, 滤液直接收集于50ml容量瓶中。滤干后用少量水冲洗3次以上, 合并于滤液中, 加入10.0ml硫脲溶液和3ml (3%) 盐酸溶液, 用水定容, 混匀, 放置至少30min后测试。

(2) 工作曲线的绘制

吸取砷标准溶液 (100μg/ml) 0ml、0.50ml、1.00ml、1.50ml、2.00ml、2.50ml于六个50ml容量瓶中, 加入10ml硫脲溶液和3ml盐酸溶液, 用水定容, 混匀。此标准系列溶液砷的质量浓度为:0ng/ml、10ng/ml、20.00ng/ml、30.00ng/ml、40.00ng/ml、50ng/ml。

根据原子荧光光度计使用说明书的要求, 选择仪器的工作条件。

仪器参考条件:光电倍增管负高压280V, 砷空心阴极灯电流45m A, 原子化器温度300℃, 高度9mm, 载气流速200ml/min, 屏蔽气400ml/min, 测量方式:荧光强度, 读书方式:峰面积, 积分时间:24s。

以5% (V/V) 盐酸溶液和硼氢化钾溶液 (12g/L) 为载流, 测定各标准溶液的荧光强度。

以各标准溶液中砷的质量浓度 (ng/ml) 为横坐标, 相应的荧光强度为从坐标, 绘制工作曲线。

三、结果

称量9组数据均定容至25ml容量瓶, 吸取5ml至25ml容量瓶中再加10.0ml硫脲和3ml (3%) 盐酸溶液定容。测定1小时、2小时、3小时、16小时砷的含量。

四、总结与建议

通过数据分析, 1小时的时候五价砷还没有完全还原为三价砷, 在三小时以后五价砷完全还原为三价砷。所以在试验过程中加完硫脲后三小时在测定才比较准确。

摘要：大量元素水溶肥料经消解后, 加入硫脲使五价砷预还原为三价砷。在酸性介质中, 硼氢化钾使砷还原生成砷化氢, 由氩气载入石英原子化器中, 在特制的砷空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光, 利用荧光强度在特定条件下与被测液中的砷浓度成正比的特性对总砷进行测定。在砷的测定过程中关键在于加入硫脲多长时间能使五价砷完全还原至三价砷。

关键词：水溶肥料,砷,还原,测定.