浅析荧光法对环境水样中锑和碱性玫瑰精的测定

浅析荧光法对环境水样中锑和碱性玫瑰精的测定

刘玲

广西荣灿检测科技有限公司

【摘要】我国自主生产、具有独立知识产权的原子荧光光度仪是一款性能稳定、价格适中、可进行多元素分析的仪器，利用其原理测定环境水样情况具有非常重要的意义，本文主要用以测定水样中的锑和碱性玫瑰精，以供参考。

【关键词】荧光法；环境水样；锑和碱性玫瑰精；测定

    随着工农业生产的发展和产业规模的日益扩大，染料在纸张、塑料、纺织品、食品、化妆品等染色中得到广泛的应用，导致向环境中排放的染料污染物与日俱增，这让环境水样的检测有了很重要的现实意义，荧光法有直接检测的作用，将其应用在水样测定中优势明显。

1.荧光法对环境水样中锑的检测

1.1主要仪器与试剂

    双道原子荧光光度计，锑空心阴极灯；硝酸、盐酸、高氯酸、氢氧化钠均为优级纯；2%硼氢化钾溶液:称取59氢氧化钠溶于5001llL蒸馏水中，再称209硼氢化钾加人，用玻璃棒搅拌至溶解后，稀释至1o00mL。此溶液现用现配；10%硫脉溶液:称取109硫脉微热溶解于100mL蒸馏水中；盐酸溶液(1+1):取500mL盐酸，用纯水稀释到IL；盐酸溶液(5%):取50.0mL盐酸，用纯水稀释到IL；锑标准贮备溶液100mg/L:购于国家环境标准样品研究所；锑标准使用液.0050mg/L:取100mg/L锑标准贮备液，用lmolL/HCI溶液逐级稀释至.0050mgL/为使用液；氨气:纯度大于99.99%；试验所有实验用水为超纯水:18MΩ/cm。

1.2方法原理

    在水样消解处理后加人硫脉，把锑还原成三价，在酸性介质中加人硼氢化钾溶液，三价锑形成锑化氢，由载气(氮气)直接导入石英管原子化器中，进而在氛氢火焰中原子化。基态原子受锑空心阴极灯光源的激发，产生原子荧光，通过检测原子荧光的相对强度，利用荧光强度与溶液中的锑含量呈正比的关系，计算样品溶液中锑的含量。

1.3实验步骤

    配制5μg/L的锑标准溶液作仪器条件优化实验。不同的元素其原子化火焰高度不一，原子化器的高度关系到火焰焰心是否与检测器对准，从而对荧光值和精密度产生较大影响，故原子化器高度的条件单独进行优化。A、B通道，取空白水样在原子化器高度分别为7m、8cm、9cm时进行多次试验(n=3)，为提高方法的精密度和灵敏度，试验选用A通道、原子化器高度为gcm最佳。空白水样荧光平均值的A、B道分别为54、168，70、192，110、240。

    其他仪器条件的优化采用正交试验法进行。仪器条件优化试验选用灯电流、负高压、载气流量和屏蔽气流量4个因素作四因素三水平正交实验，以锑的荧光值作评价结果(n=3)。试验结果R值表明:影响实验的主次因素依次为负高压、屏蔽气流量、灯电流、载气流量。加大负高压可提高仪器的响应值，但同时空白值也会大幅升高，且稳定性变差；屏蔽气流量过大，导致待测元素原子化不稳，影响精密度；加大灯电流也可提高仪器响应值和方法灵敏度，但过高的灯电流影响空心阴极灯的寿命；载气流量的影响较小，选择较小的载气流量有利于提高方法的灵敏度和精密度[1]。因此AFS-830双道原子荧光光度计通过优化选择仪器最佳试验条件如下:原子化器高度:9mm；灯电流:80mA；负高压:270V；载气流量:400mL/min:屏蔽气流量:800mL/min；不同类型仪器的最佳条件可能不一致，可通过正交法得出。

清洁的地表水和地下水可直接取样。较脏水样预处理:取50mL水样于100mL锥形瓶中，加人新配制的HNO3-HCIO4(1+1)5mL，于电热板上加热至冒白烟后，取下冷却，再加5mLHCI(1+1)加热黄褐色烟冒尽，冷却后用水转移到50mL容量瓶中定容摇匀。直接取水样或经消解处理水样0-10mL于25mL比色管中，用超纯水定容到10ml刻度，加1.0mL浓盐酸，再加入1.0mL10%硫脉溶液，反应20-30min后待测。应用这种方法存在的主要干扰元素是高含量Cu2+、Co2+、Ni2+、Ag2+、Hg2+以及形成氢化物元素之间的互相影响等。一般的水样中,这些元素的含量在本方法的测定条件下，不会产生干扰，其它常见的阴阳离子没有干扰。在仪器最佳条件下，对全程序空自样品11次平行测定，求得空白值的标准偏差s为6.24，以国际纯粹和应用化学联合会(IuPA)C对检出限作出的规定，取K=3，置信水平为90%，测得方法的检出限为02μg/L[2]。最终得出结论，建立原子荧光测定水和废水中锑的方法。方法检出限为0.0002mg/L，精密度为1.2%-8.6%，加标回收率为88%-112%，满足环保重点城市监测饮用水源特定项目锑的分析要求。

2.荧光法对环境水样中碱性玫瑰精的检测

2.1试剂与仪器

    碱性玫瑰精标准溶液:准确称取碱性玫瑰精0.0050g，加水定容于1000mL容量瓶中，得浓度为5.0g/mL的标准工作液。实验所用其他试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。F- 4500型荧光分光光度计:日本日立公司；AL204电子分析天平:梅特勒-托利多仪器上海有限公司；pHS- 3B型精密酸度计:上海精密科学仪器有限公司；THZ- 82水浴恒温振荡器:江苏金坛市荣华仪器有限公司。

2.2实验方法

    碱性玫瑰精在水溶液中发出很强的玫瑰红色荧光[6]，在一定的pH值时，其荧光强度(F)与碱性玫瑰精质量浓度在一定范围呈线性关系，可以直接用荧光分光光度计测定。实验时，在激发/发射光谱通带均为10nm，激发波长λex= 356nm，发射波长λem= 572nm的条件下，在10mL的比色管中，加入不同量的碱性玫瑰精标准工作液，定量缓冲溶液调控酸度，用水定容至刻度，然后按实验要求测定荧光强度，以荧光强度对相应的碱性玫瑰精浓度作图，绘制标准曲线，求出回归方程，然后在相同的条件下测定样品中碱性玫瑰精的荧光强度，再由回归方程求其含量[2]。

2.3结果和分析

    首先是关于pH值的影响。按实验方法，在浓度约为0.5μg/mL的碱性玫瑰精溶液中，以伯瑞坦-罗比森缓冲溶液及NaOH溶液调节溶液pH值，测定酸度对体系荧光强度的影响，实验结果表明，溶液pH值对荧光强度影响较大。在pH值< 6.0时，最大发射波长发生蓝移，且随着pH值增大，荧光强度增强；在pH值> 9.0时，最大发射波长发生红移，且随着pH值增大，荧光强度减弱；而pH值为6.0-9.0时，荧光强度大且基本稳定，其原因是由于碱性玫瑰精为弱碱性染料，溶液的酸度影响其羧基电离所致。故实验选择加入2.0mL伯瑞坦-罗比森缓冲溶液控制溶液pH值为6.0-9.0。

    其次是温度的影响，按实验方法测定了不同温度(室温、30℃、40℃、50℃、60℃和70℃)对体系荧光强度的影响，结果表明，随着温度的升高，体系荧光强度减弱，故实验选择在室温测定。

    在进行的精密度实验中，根据选定的实验方法，分别对浓度为0.375μg/mL和0.500μg/mL的碱性玫瑰精标准工作液重复测定6次，计算测定结果的相对标准偏差(RSD)分别为0.86%和1.66%。在进行的干扰实验中，按照实验方法，在碱性玫瑰精标准工作液加入一定量的钙、镁离子进行水的硬度干扰实验[4]。结果表明，溶液中钙、镁离子浓度都小于1200μg/mL时，碱性玫瑰精的荧光强度基本无变化，所以认为被测溶液的硬度在钙、镁离子浓度小于1200μg/mL时，对实验不干扰。

    最后是样品测定与回收率的相关实验，取一定量的已除去悬浮物的自来水和实验室废水，按实验方法进行测定(水样如出现浑浊，离心取清液)并进行加标实验(n= 3)。最终河水测定值、加标值、加标后测定值和回收率分别是0/0.175/0.178/101.7，自来水对应值分别是0/0.250/0.244/97.6，实验室废水对应值分别是0.136/0.175/0.316/102.9。

    由此可见，以荧光分光光度法直接测定环境水样中碱性玫瑰精，方法操作简单、快速、灵敏、杂质干扰少，可作为环境水质中碱性玫瑰精监控和检测方法。

3.结束语

综上所述，原子荧光法测定环境水样物质，如锑、中碱性玫瑰精的方法试剂简单、操作流程简便、干扰因素少，前处理简便，能较大程度提高工作效率；通过对水样的前处理、仪器分析条件的优化试验以及检出限、精密度、准确度和回收率等试验，建立方法应用和结果获取之间的联系，因此荧光法都可作为锑、中碱性玫瑰精的检测方法，效率较高。

【参考文献】

[1]陈潇.原子荧光法测定饮用水水源地砷、汞的研究[D].苏州科技大学，2018.

[2]吕鹏翼.荧光法测定水体中叶绿素的影响因素研究[D].河北科技大学，2018.

[3]米莹.荧光和共振瑞利散射光谱法测定某些无机金属离子的新方法研究[D].兰州交通大学，2019.

[4]邹宇.荧光碳量子点的设计制备及检测研究[D].哈尔滨师范大学，2021.