砷酸根（AsO₄³⁻）检测技术及其应用

一、砷酸根检测的主要项目与技术原理

1. • 原理：利用砷酸根与钼酸铵在酸性条件下生成砷钼杂多酸络合物，经还原剂（如抗坏血酸）还原为钼蓝，通过测定其在特定波长（通常880 nm）下的吸光度定量。
   • 特点：成本低、操作简便，但易受磷酸盐等干扰，需通过调节pH或掩蔽剂（如酒石酸锑钾）消除干扰。
   • 适用场景：实验室水质批量分析，检出限约0.01 mg/L。
2. • 氢化物发生-原子吸收光谱（HG-AAS）： 砷酸根需预还原为亚砷酸盐，与硼氢化钠反应生成气态AsH₃，通过原子化后检测砷原子对特征谱线（193.7 nm）的吸收强度。
   • 石墨炉原子吸收（GF-AAS）： 直接检测痕量砷（ppb级），无需氢化物发生，但需复杂基体改进剂处理样品。
   • 优势：灵敏度高（检出限0.1–1 μg/L），适合痕量检测，但设备昂贵且需专业操作。
3. • 原理：采用阴离子交换柱分离砷酸根，电导检测器或质谱联用（IC-MS）定量。
   • 优势：可同时检测多种阴离子（如Cl⁻、SO₄²⁻），抗干扰能力强，适用于复杂基质（如土壤浸出液）。
   • 局限：仪器维护成本高，需抑制器消除背景电导干扰。
4. • 纳米材料修饰电极： 使用金纳米颗粒、石墨烯或金属有机框架（MOFs）修饰电极，通过方波伏安法（SWV）测定砷酸根氧化还原电流。
   • 优点：便携、快速（5分钟内出结果），适合现场检测，检出限可达0.5 μg/L。
   • 挑战：电极稳定性及抗干扰能力需优化。
5. • 功能化量子点或有机染料： 探针与砷酸根结合后荧光强度/波长变化，通过荧光光谱仪或便携式读数器检测。
   • 应用：适用于生物样品或高浊度水体，灵敏度高（nM级），但需设计特异性识别基团。

二、关键检测步骤与质量控制

1. • 水体样品：酸化保存（pH<2），过滤去除悬浮物。
   • 固体样品（土壤/食品）：微波消解或湿法消解（HNO₃-H₂O₂体系）释放砷酸根。
   • 干扰消除：硫化物、有机物需通过氧化或沉淀去除。
2. • 使用国家标准物质（如GBW08605）校准，加标回收率需控制在90–110%。
   • 定期验证仪器精度（RSD<5%）。
3. • 空白实验：避免试剂污染。
   • 平行样分析：确保重复性。
   • 方法对比：如分光光度法与ICP-MS交叉验证。

三、典型应用场景与检测标准

1. • 地表水/地下水：遵循《GB 5749-2022生活饮用水卫生标准》（砷限值0.01 mg/L）。
   • 土壤污染评估：按《GB 15618-2018土壤环境质量农用地标准》（砷风险筛选值20–40 mg/kg）。
2. • 水稻/海产品：采用HPLC-ICP-MS检测总砷及形态（如As(III)/As(V)）。
   • 国际标准：WHO规定大米中无机砷限量为0.2 mg/kg。
3. • 排放标准：中国《GB 8978-1996污水综合排放标准》一级标准（总砷≤0.5 mg/L）。
   • 在线监测：电化学传感器或流动注射分析仪（FIA）实时预警。

四、技术发展趋势

五、结语