原子荧光光度法测定水中重金属含量略论

摘要：重金属一般指的是比重大于5即密度大于4.5克每平方米的金属，随着国家工业水平和经济发展水平的进步，我国的环境污染问题越发严重，重金属在水中的含量例如地表水、地下水以及生活用水等也逐渐增多，重金属如果在人体内过量累积会对人体造成严重的危害。因此必须要做好对水中重金属含量的检测工作，本文基于原子荧光光度法对多种水源中的重金属含量检测过程做出了分析，目的在于提高原子荧光光度法的使用熟练度以及对水中重金属含量的认识，以供参考。

关键词：原子荧光光度法；水；重金属含量

一、水中重金属的危害与产生原因

对于人类社会来说，水是最重要的自然资源之一，不仅人类的生命需要水来维持，人类的日常生活和工业生产等相关活动都需要水的参与。然而随着工业化程度的提高，水中的重金属污染情况逐渐加重，对用水安全造成了非常严重的威胁。水中的重金属无法通过自然过程而被净化，最终会随着生活用水过程进入人类体内，如果在人体内发生了过量积累就会出现重金属中毒现象，对人体健康造成损害，轻则会导致头晕头痛，重则会导致肾病、癌症甚至直接导致死亡，因此必须要加强对水中重金属含量的检测工作，提高检测的灵敏度与准确度。

水中的重金属来源是多方面的，其中最重要的因素就是工业污染，由于生产生活用水的取水地大多是江河湖泊或者人工水库等暴露在自然环境中的水源，工业生产过程中所排出的废水很容易进入其中，这些废水中携带的高浓度重金属元素不会被自然过程净化，因此最终会融入水中。除此之外，在水进行输送时也会产生污染，如果输送管道出现老化或者被腐蚀的现象就会产生游离的重金属离子，这些离子会对水产生污染，并且在二次供水时也有可能由于设备原因而产生重金属污染。

二、检测水中重金属含量的基本方法

随着检测设备技术水平的发展和理论知识的进步，对水中重金属含量的检测方法也在不断的进步，水中重金属含量的检测方法正在朝着更加高效而准确的方向发展。目前，检测水中重金属含量的方法一般为原子吸收光谱法（ASS）、原子发射光谱法和（AES）原子荧光光度法（AFS）三种，接下来以原子荧光光度法为主对基本方法进行介绍。

1.原子吸收光谱法与原子发射光谱法

原子吸收光谱法又称原子分光光度法，是将待测元素原子气态化之后，通过空心阴极放电灯等光源发出共振辐射，气态原子会选择性地共振吸收一定波长的特征谱线，导致光源发出的光辐射减弱，减弱量作为吸光度转化为电信号等其它形式的信号，通过计算机进行处理之后对待测元素进行定性以及定量分析。这种方法的灵敏度较高，操作过程简单，但是一次只能测定单种元素。

原子发射光谱法是将待测原子气态化之后，通过火花激发源使其发出辐射形成辐射光谱图，将其与标准元素光谱图进行比较后确定待测原子属于何种元素。原子发射光谱法可以同时对多种元素进行检测，测定所耗时间短，检出限低，但是元素之间可能会发生相互干扰。

2.原子荧光光度法

原子荧光光度法是在原子吸收光谱法和原子发射光谱法之间的分析方法，是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量和定性分析的发射式光谱分析法，但是其所用的仪器和设备与原子吸收光谱法相似。

原子荧光光度法通过元素特定空心阴极灯等光源使原子吸收特定频率的辐射而成为激发态原子，而后又跃迁回较低能级，同时发射出与原激发辐射波长相同或不同的辐射，即原子荧光。通过对这部分原子荧光进行分析从而确定元素的类型和浓度。

使用原子荧光光度法对水中重金属含量进行检测时检出限低，灵敏度很高，元素之间的互相干扰较少，所形成的光谱图也较为简单，容易分析，但是就实际情况而言，原子荧光光度法对一部分元素无法识别，目前大多用于测定Hg、Pb、Se等元素。

三、实际测定工作中原子荧光光度法的应用过程

以对我国自来水、瓶装水、河水和保护区取水等水样进行重金属元素测定的实验为例，对原子荧光光度法的使用方法进行基本介绍。

1.所需仪器和试剂

（1）仪器：主要仪器为原子荧光光度计，国内用的比较多的为AFS-GD300AS原子荧光光度计、AFS-9130原子荧光光度计和PF7系列，本文基于的实验所用仪器为AFS-9130原子荧光光度计。相关仪器还有重金属元素对应的空心阴极灯，包括砷、汞、铅、镉等主要重金属元素的特质空心阴极灯。

（2）试剂：在进行重金属含量测定时要用到的试剂为：盐酸、硼氢化钾、氢氧化钠、硫脲、抗坏血酸、铁氰化钾以及重金属元素（砷、汞、铅、镉等）的标准使用液和标准溶液母液，浓度根据实际情况而定，本文基于的实验的使用浓度为1000微克/毫升（标准溶液母液）、10微克/升（标准使用液）。

2.测定样品简述

本文所基于的实验的测定样品为瓶装水、普通自来水、某地水源保护区自然水源以及某地河流下游水流样品。

在实际的测定过程中一般都根据测定目标进行针对性取水，取得水源样本后要对样本进行妥善保存，并且要尽快进行测定实验，防止水样变质从而影响测定结果的准确性。

3.具体测定流程

在使用原子荧光光度法进行水中重金属含量测定时，基本的步骤为对样品进行定容、调整初始空白测定值、对标准溶液进行测定取得标准曲线、测定待测水样、进行结果分析。接下来进行具体讨论。

（1）定容

定容时根据实际水样测定要求加入适量的水样和硫脲-抗坏血酸溶液，加入硫脲-vc溶液的作用是保持砷的还原稳定以及减少离子干扰。要注意所有水样的量以及硫脲-vc溶液的量都要保持一致，还要注意对每种待测水样都要设定至少三组重复组重复组，以此来提高实验的准 确度。

（2）调整初始空白测定值

对不同的元素进行测定时的测量参数是不同的，要根据元素测量参数表对空心阴极灯电流、负高压、原子化器高度、载气流量、屏蔽器流量、进样体积、载流、还原剂种类、延迟以及读数时间和测量的方法和方式等参数进行针对性调整。在进行调整后重新对空白值进行测定。

（3）取得标准曲线

在空白值稳定之后，取重金属元素的标准溶液进行测定，AFS-9130原子荧光光度计可以将标准溶液自动进行梯度稀释，然后进行测定，不同元素的标准溶液的梯度序列是不同的，因此要注意选择元素的种类。测定完成后取得计算机所生成的元素标准曲线，以此为标准进行样品的测定。

（4）测定待测水样

待测水样的测定过程与标准曲线的绘制过程中标准溶液的测定是一致的，测得水样中特定重金属元素的荧光值之后，根据之前的标准曲线进行计算，得到每组水样中重金属元素的含量。

（5）结果分析

在进行结果分析时要注意，由于操作的误差等原因，测定的数据中很可能出现偏差较大的离群数据，要将这部分数据去除，这也是之前设置重复组的原因之一，然后將结果取平均值作为最终样品的元素测定结果。

就本文所基于实验的测定结果而言，瓶装水三次测定的结果中砷、汞、铅、镉等重金属元素的含量均小于国家标准GB5749-2006以及GB2762-2012中关于生活用水的标准。而自来水中铅的含量是明显超标的，其它元素均正常，其原因可能是在自来水的运输过程中会受到管道的重金属离子渗透污染。保护区水源水的含量数据也是在正常范围之内的。但是河流水中所有重金属元素含量全部超标，说明河流已经受到了较为严重的工业废水污染，要及时采取措施。

总结：

在进行水中重金属含量的检测时，原子荧光光度法是一种灵敏度较高的检测方法，其具体分析方法介于原子吸收光谱法与原子发射光谱法之间，检测过程也较为简便易操作。本文基于原子荧光光度法，以国家水质安全标准为参考，通过对几个主要水源样本所开展的重金属元素分析实验进行分析，确定了国内水源的重金属含量超标状况，并对原子荧光光度法的操作流程等进行了介绍。

参考文献：

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