硫磺中砷含量的测定 原子荧光光度法

一、引言 

硫磺来自于石油和天然气的回收以及硫铁矿等副产品，是一种重要的工业原料。工业硫磺广泛应用于橡胶制品、硫酸、染料、食品添加剂、化妆品制造等领域。硫磺中的砷会在生产加工时残留在产品中，进而对人体健康造成危害。根据国家标准GB/T 2449-2021，砷含量是硫磺产品检测的的重要项目，也是制约硫磺质量等级的重要技术指标之一。本实验根据出入境检验检疫行业标准SN/T 5350.2-2021，建立了微波消解-原子荧光光谱法测定硫磺中微量砷的分析方法，该方法具有样品用量少、所需试剂种类少、环境污染小、操作简单、快速、灵敏度高、测量数据准确等优点，适合硫磺中微量砷含量的检测。

二、实验部分
2.1 主要仪器

AFS-6801原子荧光光度计（上海美析仪器有限公司）。
微波消解仪；

2.2 样品前处理
分别准确称取约0.2g（精确至0.001g）硫磺样品置于消解罐中，在通风橱中先加入6 mL硝酸，再慢慢加入2mL过氧化氢，混匀，使得样品与消解液充分接触，盖上内盖，拧紧外盖，套上保护套。将消解罐装入消解罐支架后放入微波消解仪的炉腔中，按表1的升温程序进行微波消解，程序结束后冷却。待罐内温度降至室温后，在通风橱中取出，缓慢泄压放气，打开消解罐盖。用水冲洗消解罐内壁, 将消解罐置于100℃的石墨加热套中赶酸1 h左右, 赶尽氮氧化物及亚硝酸盐, 将剩余溶液，转移至50 mL容量瓶中，加入5.0 mL 5 %硫脲-抗坏血酸混合溶液，用去离子水定容至刻度，摇匀，放置30 min后上机测试。同时，做样品空

白处理。

微波升温程序

 

2.3 AFS-6801原子荧光光度计工作条件表

 

 

三、结果与讨论3.1 标准曲线图

3.2 样品测量结果表4 样品测量结果（n=6）

对同一硫磺样品处理6份，进行精密度试验，结果如表4所示，相对标准偏差RSD为1.95％。在样品处理溶液中加入一定量的标准溶液，按实验方法进行测定，样品测定结果和加标回收率试验结果如表5所示，方法加标回收率为96.0％～98.2％。表5 样品加标回收率结果（n=6）

四、结论

采用微波消解-原子荧光光谱法测定硫磺中的砷，具有样品用量少、所需试剂种类少、环境污染小、操作简单、灵敏度高和测量数据准确等优点，该方法适用于硫磺中微量砷含量的分析。

五、原子荧光光谱仪的特点和参数

 

AFS-6801双道顺序注射原子荧光光度计

1    仪器用途

1.1    适用于样品中砷、汞、硒、锡、铅、铋、锑、碲、锗、镉、锌、金等十二种元素的痕量分析。

2    工作环境

2.1    电源：220V，50Hz

2.2    温度：15～35℃（严格来说是15～25℃）

2.3    相对湿度：≤90%

3    技术参数：

3.1    检出限(D.L.):

3.1.1 As、Se、Pb、Bi、Sb、Te、Sn ＜ 0.01µg/L

3.1.2 Hg、Cd ＜0.001µg/L

3.1.3 Ge ＜0.05μg/L

3.1.4 Zn ＜1.0μg/L

3.1.5 Au ＜3.0μg/L

3.2     精密度（RSD）≤0.7％

3.3    线性范围: 大于三个数量级。

4    仪器主机：

4.1    进样系统

4.1.1 *进样泵：采用进口注射泵和蠕动泵联用内置式双进样系统，精确控制和具有补偿功能的高精度免维护注射泵。可以设置时间、体积、速度的变化，微升级样品采集，长期运行稳定可靠；（需提供进口注射泵报关单进行佐证，供货时采购方有权进行实物核查）

4.1.2 *蠕动泵采用十滚轴，4通道,各通道可单独调节，蠕动泵卡具有档位色标提示功能，可快速分辨出蠕动泵工作时所在的档位，避免档位间的混淆，节省操作时间。蠕动泵进样系统具有测样速度快的特点（单个样品测量时间小于20s），缩短检测时间，提高工作效率。适用于浑浊及基体复杂样品的检测。软件可选择进样流程，自动切换。（需提供彩页和实物图进行佐证）

4.1.3 蠕动泵管采用100%进口原装原封，不再经过人工二次加工制作，一根原装泵管的使用寿命高于常规泵管2倍以上。

4.1.4 流路系统：机加全透明流高度集成三维流路系统，降低了流路系统的复杂程度，易于观察液体传输状态，有效抑制记忆效应；

4.1.5 *原子荧光蒸气注射蠕动复合泵进分离富集发生系统 ； （提供省级以上权威机构出具的检测报告扫描件，供货时采购方有权核查原件）

4.1.6 存样环：全透明氟聚合物管路，机加一体化成型存样环；可观察样品情况，避免漏液；

4.2    气路系统

4.2.1 双重气液分离装置：一级气液分离器具有快速除泡沫功能，避免反应溶液进入原子化器；载气气路中带有逆止阀，防止反应溶液进入气路；

4.2.2 二级气液分离器：采用新型去除水蒸气的装置，无需加水或手动排水；

4.2.3 可实现全管路清洗，包括一级气液分离器、二级气液分离器及氢化物传输管路，避免反应系统残留和管路结晶。如使用自动进样器时，清洗过程具有排空功能。

4.2.4 气路系统：能实时显示气体流量和流量异常提示及无载气安全保护；测试结束关断气体，进入省气模式，做样时气路自动开启。

4.2.5 采用新型断续流动无残留蒸气发生反应系统，反应效率更高

4.2.6 *具有原子荧光精密检测涌流式气液分离系统，化学反应更完全，气液分离效果更佳，特别适合岩矿、土壤等复杂样品测定；（提供省级以上权威机构出具的检测报告扫描件，供货时采购方有权核查原件）

4.2.7 具有载气稳流装置 ，既可在线消除硼氢化钾产生的气泡，又可降低试剂间扩散效应，提高仪器稳定性

4.2.8 排废系统：自动生成与再生液封，液封自平衡，自溢流排废，自动抑制泡沫生成。提高了氩氢火焰和原子化区域气流的稳定性。

4.3    光学系统

4.3.1 双道两元素可同时测量。

4.3.2 光路：双光束光学系统，多灯位设计，全通道双光束对等系统设计，具有极佳的通道一致性，抗干扰杂光影响，提高仪器准确性和稳定性。

4.3.3 元素灯放置45°角度斜面设计，减少光源之间干扰，具有低背景高信号的优点，原厂高性能元素灯即插即用。（需提供实物图片进行佐证）

4.3.4 光源系统：空芯阴极灯采用新式脉冲调制/恒流驱动供电方式。

4.3.5 检测系统：采用进口光电倍增管，寿命大于10年以上。

4.3.6 免调灯：直插式免调节空心阴极灯，免工具3秒极速安装，精密微步电机控制和高精度微米级二维PSD光斑探测，空心阴极灯光斑位置的自动调节、对准以及位置锁定。

4.3.7 *具有漂移补偿功能，自动优化元素灯漂移，确保仪器稳定；连续测量4小时砷锑标准溶液，最大漂移量不超2％。可设置每间隔n个样品回测载流空白，与初始载流空白荧光值最大偏差不超10％。汞灯自动激发，在长时间使用后也无需使用辅助工具激发起辉；（提供省级以上权威机构出具的检测报告扫描件，供货时采购方有权核查原件）

4.3.8 采用消除道间干扰技术，在测定过程中，空芯阴极灯由恒流脉冲电源供电，交替点亮，从而激发不同元素的原子荧光信号，达到可多元素同时测量的目的，消除了对下一通道信号的影响，保证每个数据都准确可靠。

4.4    原子化系统

4.5    免维护点火技术：百万次免维护高可靠性智能点火系统。

4.6    采用密闭式石英原子化器，屏蔽式低温点火石英炉原子化器，具有氩氢火焰观察窗，可实时监测火焰状态。

4.7    原子化器控温技术：高精度自适应比例积分微分(PID)控温，控温精度高，速度快，长期稳定可靠。原子化器温度在室温～450℃之间连续可调；温度控制精度：±0.5℃。

5    数据处理系统：

5.1    可随意脱机/连机切换工作

5.2    单/多窗口任意打开

5.3    单/多数据库任选

5.4    软件系统自动诊断、自动样品测量、自动清洗、单标准自动配制标准曲线，自动稀释和超限自动标记，测量完成后自动休眠，自动保存数据；

5.5    *软件可设置空白判别值，对空白清洗进行监测，对采样前与清洗后的反应情况进行比较，自动判断流路是否清洗干净。（需提供软件截图进行佐证）

5.6    采用Windows98/2000/XP的中文窗口操作软件，可实现自动系统诊断、自动样品测量、标准曲线法测量，多种报告格式

6     自动进样器（选配）

6.1    *206位三维圆盘自动进样器，包含200个10ml样品杯，6个50ml的大容积样品杯，样品盘也可选择放置适用于10ml、25ml、50ml具塞比色管，实现样品处理、测量同一容器，有效避免转移带来的二次污染；（需提供软件截图进行佐证）

6.2    自动进样器具备进样针清洗功能：清洗内/外壁，减少交叉污染，并带有排空功能。

6.3    *自动进样器坐标方式：采用独立设置坐标的方式，替代传统的间隔推算方式，每个样品位都可以单独设置坐标，大幅降低故障故障率，提高分析效率。定位精度：±0.5mm，定位重复性：0.3mm，样品最大携留：<0.1%。（需提供软件截图进行佐证）

6.4    *自动进样器具有空气隔离功能，试样与载液通过小体积空气隔离，更佳防止污染，隔离体积默认位8μl。（需提供软件截图进行佐证）

7     功能特点

7.1.1 元素灯组件免调试，即插即用，使用方便；

7.1.2 杜绝交叉污染,节约样品和试剂用量；

7.1.3 高效电子除水装置，减少荧光淬灭，提高检测灵敏度；

7.1.4 泵速、采样时间等均可自行调节，单次测定时间小于30秒。

7.1.5 电路系统：采用强、弱电路分离式设计，高集成度功能板卡式电路结构，有效减少了电路之间的相互干扰，检测速度大大的提高，有效降低仪器的维护费用。

7.1.6 可升级成液相色谱原子荧光联用仪，进行元素价态的分析。且具有液相色谱和原子荧光联用双化学反应系统。

8    配置要求

8.1    原子荧光光度计主机：1台；

8.2    高强度空心阴极灯：2只；

8.3    标准溶液 1只

8.4    氢化物屏蔽式原子化器： 1套

8.5    集扩式气体传输室： 1套

8.6    软件工作站：1套

8.7    品牌电脑：1台；

8.8    打印机：1台；

8.9    全自动进样器： 1套（选配206位极坐标自动进样器，并支持半自动测定方式，超静音高速工作，并设有专用清洗位置，全管路一键清洗等功能，有效减少不同样品测量过程中的交叉污染。）