[发明专利]便携式低温等离子体原子荧光测砷分析装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种便携式低温等离子体原子荧光测砷分析装置，属于环境分析化学和仪器装备领域。

背景技术

砷元素是重要的重金属有毒污染组分。中国山西、内蒙等地面临严重的地下水砷污染问题，给当地居民带来严重的生态环境和生活健康风险。砷元素的准确、快速测定是现代环境监测领域、饮食安全监督部门、分析化学、海洋科学关注的焦点。目前砷元素的检测主要依赖大型商品化原子光谱仪器，包括原子吸收光谱、氢化物发生器原子荧光光谱、电感耦合等离子体质谱等。但是这些仪器体积和重量较大，操作条件要求苛刻，不利于搬运和现场测定。目前，砷元素的测定仍然面临无法现场快速、准确分析的瓶颈问题。

本申请发明人在研究中发现，现有的基于化学发光、紫外可见吸收光谱等研发的便携式砷元素分析装置，仍然无法满足复杂基体共存条件下，痕量(例如1μg/L)砷元素的准确分析。

发明内容

本申请实施例提供一种便携式低温等离子体原子荧光测砷分析装置，利用低温等离子体技术，克服现有砷元素分析装置无法现场分析，检测灵敏度和抗干扰能力较差的问题，可实现环境样品中痕量砷元素的准确、快速、现场分析。

本发明提供一种便携式低温等离子体原子荧光测砷分析装置，包括顺次连通的进样系统、砷蒸汽反应及分离系统、等离子体发生系统和原子荧光检测系统；所述进样系统包括并联的样品进样系统和试剂进样系统；所述样品进样系统与所述试剂进样系统分别连通至所述砷蒸汽反应及分离系统，含砷样品与试剂在砷蒸汽反应及分离系统中发生反应并分离出含砷气相产物；所述等离子体发生系统包括原子化反应管(12)以及由两个间隔设置的铜线圈(13，14)和高压高频电源(11)构成的回路，所述含砷气相产物进入所述原子化反应管(12)后，在等离子体作用下被原子化；所述原子荧光检测系统包括检测窗口(15)，激发光源(16)，荧光检测器(17)，被原子化的砷元素原子进入所述检测窗口(15)，通过所述激发光源(16)照射产生荧光，通过所述荧光检测器(17)在激发光的垂直方向检测其荧光信号。

进一步地，所述样品进样系统包括第一泵送装置(4)和进样通道(1)，所述试剂进样系统包括第二泵送装置(5)和试剂通道(2)，所述进样通道(1)和所述试剂通道(2)均为PTFE材质软管，内径1mm、外径1.6mm。

进一步地，所述试剂进样系统为硼氢化钠衍生试剂进样系统，硼氢化钠溶液现配现用，短暂保存在碱性溶液中。

进一步地，所述砷蒸汽反应及分离系统包括：

砷蒸汽发生反应器(6)、惰性气体载气装置(3)、反应环(7)以及气液分离器(8)；

所述砷蒸汽发生反应器(6)分别与所述样品进样系统、所述试剂进样系统、所述惰性气体载气装置(3)、所述反应环(7)连通，所述反应环(7)与所述气液分离器(8)连通，含砷样品与试剂、载气混合后，进入所述反应环(7)继续反应，反应产物进入所述气液分离器(8)进行气液分离。

进一步地，所述气液分离器(8)与所述原子化反应管(12)连通，气液分离后的所述含砷气相产物从所述气液分离器(8)进入所述原子化反应管(12)。

进一步地，所述气液分离器(8)与蠕动泵(9)相连，气液分离后的液体产物经由所述蠕动泵(9)排出进入废液管(10)。

进一步地，所述原子化反应管(12)为石英管或者陶瓷管。

进一步地，所述激发光源(16)为砷元素空心阴极灯；所述荧光检测器(17)为光纤光谱仪或光电倍增管。

进一步地，所述样品经过0.45微米滤膜过滤，添加3.0摩尔盐酸酸化，每次进样体积0.50mL。

进一步地，所述反应环(7)为PTFE材质软管，内径1mm、外径1.6mm、长度50cm，缠绕为直径5cm环状。

本发明的便携式低温等离子体原子荧光测砷分析装置，检测水样品中砷元素的灵敏度可达0.05μg/L，精密度小于3％，分析时间小于3分钟，适于多种环境水样品和土壤样品中砷元素的直接分析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种低温等离子体原子荧光测砷仪的结构示意图；