簡介：工業和生活用水中砷、硒和汞的污染來源于天然礦床，工業排放，水源流經采礦區，垃圾填埋和農業活動。食用被污染的水會引起皮膚損害（砷），腎臟和神經系統損傷（汞）以及手指和腳趾的麻木（硒）[1]。美國環境保護署(EPA)和加拿大環境部長理事會(CCME) 為保護海洋和淡水水生生物，保護農業已經對砷，硒和汞的濃度制定了限值[1] [2]。由于砷，硒和汞的限值水平很低，所以在低噪音水平下對這些元素進行精密而準確的測定是非常重要的。氫化物(HG)是一種非常有效的分析技術，它可以通過改變酸度把待測元素從一定范圍的基質中氫化分離出來，進行測定。加熱石英管原子化器在測定砷和硒時特別有用，因為這些元素的吸收波長在200nm以下，這一區域主要受到來自火焰自由基的強烈干擾，這些干擾極大的影響檢出限。汞很容易從溶液中揮發出來，產生元素汞，也就是被稱為冷蒸氣（CV）汞。這種技術能有效的將汞從一定范圍的基質中分離出來。這一分析技術可將檢出限提高約3000倍，即是火焰原子吸收檢出限的3000倍，并且與通常的石墨爐原子吸收技術相比有較少的干擾。把分析物從基質中分離出來的目的是可以提高原子吸收技術的靈敏度，避免來自物理的，基體的和光譜的干擾。從基體中將分析物氫化分離從而導入到原子吸收分光光度計(AAS)中可以進行高效分析。這項技術的濃度影響和靈敏度的增加，最終可使實驗室獲得較低的檢出限，從而可達到環保法規的要求

實驗條件：

儀器測量使用PerkinElmer® PinAAcle™ 900T原子吸收光譜儀（謝爾頓，CT，美國）配以用于原子吸收的直觀的WinLab™32軟件。該軟件具有用于樣品分析，報告和數據完成以及確保符合規范的所有工具。PinAAcle光譜儀添加了一個FIAS400流動注射分析系統，這一系統具有2個蠕動泵，一個5端口流量噴射閥和一個可調節氣體供應站。所有的分析元素：砷，硒和汞，均使用軟件中的默認參數。使用的FIAS-AAS系統，其循環流動進樣注射閥門充滿了酸化的樣品，空白，或標準。該閥門可以自動切換注射位置，使樣品與泵入的還原劑混合，使用硼氫hua鈉作為還原劑來氫化，或使用氯化亞錫還原汞，產生氣體蒸氣。在使用還原劑發生還原反應的時候，砷或硒的氫化物或者元素汞的蒸氣隨即產生，它們和硼氫hua鈉產生的氫氣一起，產生了一個兩相混合物：其中有分析物蒸氣和使用的還原劑。氬氣流也被添加到該混合物蒸氣中，它們同時進入到氣/液分離器中。在這里，包含分析物蒸氣的氣相進入到石英管中用于原子吸收光譜法分析，而其余的液體泵到一個廢液容器中。FIAS的參數參見表1，圖1是FIAS系統的示意圖

生成的氫化物在一個加熱的石英管（貨號 B0507486）中分解和原子化，石英管被放置在一個加熱罩中（圖2），適配器(貨號 N3160162 用于PinAAcle 900T, 900H, 900F模式；N3160161 用于PinAAcle 900Z 模式)放置在燃燒器組件中。氫化物在石英管中被加熱到900?C，汞蒸氣被加熱到100?C，從而避免分析物在管中冷凝。石英管用于氫化物分析前要先用30%氫氟酸清洗。所 有 元 素 均 使 用 高 能 無 極 放 電 燈 ( E D L s )（ 貨號：As：N3050605；硒：N3050672；汞：N3050634）。高能無極放電燈通常比空心陰極燈能夠提供更高的能量，并能提高靈敏度和檢出限，特別是砷和硒。所有組分樣品環的大小都是500μL，還可根據檢出限的需要分別增減通量。載氣流量對靈敏度的影響很大。一個足夠快的載氣流能獲得一個尖銳的峰值，從而可具有更高的靈敏度。

會和廢液一起排出流失。如果流量太低，氫化物流出過慢，會導致寬峰的出現，因此產生的信號和靈敏度較低。最終，用于砷，硒和汞測定的載氣流量分別為50，80和100 mL/min。為獲得最高靈敏度，對每個元素的載氣流量在校準前都略有優化。

標準物質，化學試劑和標準參考物質PerkinElmer公司用于原子光譜分析的單元素標準物質，作為標準儲備液用來制備工作曲線(序列貨號分別為As:N9300180；Se：N9300182；Hg：N9300174)。工作曲線是在獨立的錐形的聚丙烯瓶（序列號：B01932334）中經系列容積比(v/v)稀釋制備而成。所有的標準溶液均在測定當天由儲備液稀釋新鮮制備而來。ASTM®1型水（ELGA®過濾系統- ELGA LLC，金斯敦，伊利諾斯，美國）使用1%的硝酸酸化用來配制標準空白和標準溶液。微量移液器(Eppendorf®, 德國)和一次性吸頭用于溶液轉移。用于砷和硒測定的轉移溶液是10% (v/v)的鹽酸(HCl)溶液。用于汞測定的轉移溶液是3% (v/v)的鹽酸(HCl)溶液。硒的氫化物發生反應使用的還原劑溶液配制如下：重量/體積(w/v)為0.2%的NaBH4溶于0.05% (w/v) NaOH溶液中，這種還原劑必須每天臨用時現配。砷的還原劑溶液，為提高檢測靈敏度，NaBH4濃度提高到了0.5%。汞的測定使用SnCl2作為還原劑，該溶液配制如下：1.1% (w/v)的SnCl2 (SnCl2 • 2H2O) 溶于3.0% (v/v) 鹽酸溶液中。標準參考物質(SRM) NIST®1640：天然水中的痕量金屬和標準參考物質NIST®1643e：水中痕量金屬用來驗證建立的方法。NIST®參考物質沒有汞的標準值，因此方法的驗證中還使用了二類標準物質：SPEXCertiPrep®（美國，新澤西州）。

樣品和標準物質的制備砷：樣品與標準在分析之前都要進行預還原反應（將As5+還原到As3+）。使用的是含5% (w/v)KI 和 5% (w/v)抗壞血酸的還原溶液取適量的標準或樣品（約10毫升）放置在一個50毫升聚丙烯自動管中，然后加入1mL的還原溶液和5mL的濃鹽酸。在進行分析前，樣品或標準要放置在室溫下30—60分鐘，來完成預還原反應。最后將此反應管用去離子水定容至50mL，即可進行測定。最后標準參考物質的稀釋倍數為10。

硒：樣品與標準在分析之前都要進行預還原反應（將Se6+還原到Se4+），使用濃度為1:1的鹽酸在90?C加熱30分鐘來完成預還原反應。使用PerkinElmer SPB 50-24塊狀消解系統（貨號 N9308019）和SBP觸摸控制器（貨號 N9308007）完成該反應。氫化物分析之前硒的預還原反應在消解系統中完成，消解系統中的石墨塊涂有Teflon®涂層來抵腐蝕。預還原后的硒不會再被重新氧化（Se4+氧化為Se6+）。然后可將溶液稀釋到一定體積用于測定。標準參考物質的稀釋倍數為10。汞：汞元素分析前不需要特殊的前處理。

結果和討論系統參數本系統進行的分析都是按照PerkinElmerFIAS 100/400流動注射用于汞或氫化發生分析時的推薦條件和一般信息技術指南以及WinLab32™中用于原子吸收的軟件推薦條件進行的。每種元素分析的靈敏度和檢出限分別列在表2和表3中（第四頁）。方法的檢出限(MDLs)計算基于測定的10次分析空白溶液，該空白溶液是按照上述的前處理過程處理后的空白溶液（表3，圖3-第四頁）。

獲得的方法檢出限，均能夠充分滿足美國環保署制定的飲用水中最高污染限值的測定[1]。砷和硒的檢出限還能充分滿足加拿大環境部長理事會規定的限值測定。汞的檢出限還能充分滿足加拿大規定的土壤限值的測定[2]。然而，無論是使用FIMS（流動注射汞系統）或一個更大的樣品環測定系統，都建議加拿大環境部長理事會制定相應的汞限值來保護海洋生命。