伏安法測定飲用水中的砷

世界有數百萬人受到地下水和飲用水中砷濃度升高的威脅。一種方便，簡單，但可靠的光譜測定砷的替代品提供了伏安法。

砷及其化合物的各種性質，人類已經利用了一段時間：在古代，紅色和黃色的硫化砷(As₂S₃或As₄ S₄)作為化妝和脫毛劑。在藝術中，砷化合物被用作顏料 - 例如在梵高的“保羅高更的自畫像”(1888，見圖1a)中。所謂的“SchweinfurterGrün”(銅(II)亞砷酸鹽醋酸鹽)賦予其背景其特有的顏色。而且，只需要使用一種藥物：梅毒的第一個有效藥物是砷化合物arsphenamine(1910)。眾所周知的是原子序數為33的元素，但是毒素。作為飲用水中的污染物，世界各地的人們仍然在為此而苦苦掙扎。

圖1b：在自然界中通常不會以純凈形式找到砷。常見的化合物是雄黃（As4S4），這里是輝銻礦和花崗巖的基質。

在文學和電影中，阿爾森已經將毒品作為前所未有的職業。在“Kabale und Liebe”中，席勒讓主角費迪南德馮沃爾特和他的愛人去世。不幸的已婚夫人包法利夫人在福樓拜的同名小說中采取同樣的方式。

在二十世紀四十年代的電影經典“砷和蕾絲帽子”中，兩位“善良”的女士將孤獨的老年男子送給阿斯尼克來拯救他們脫離自己的單調存在。由于1836年以來的砷中毒可以在死后發現，因此這個職業可能由Marshsche樣本結束。

砷在地下水中的真正危險

實際上，即使沒有意圖，阿森斯今天仍然需要很多人的生命。農業和工業可能會增加地下水中的砷濃度。

最重要的是，特殊的地質條件是造成地球某些區域砷含量增加的原因。特別頻繁受到影響的是地質上年輕的沖積地，即河流流域和大河流三角洲。由于沉積物顆粒的浸出，亞砷酸鹽(AsO₃^3- )和砷酸鹽(AsO₄^3-)形式的砷進入地下水，危害當地居民。

孟加拉國 - 從雨到屋檐

“危機地區”是孟加拉國。在20世紀70年代，深井建以減小由污染的表面水的疾病，如霍亂和肝炎引起的。地下水確實是微生物純，而是含有，由于土壤中的高濃度砷的成分。世界衛生組織(世界衛生組織，簡要WHO)建議的飲用水中的砷含量不得超過10微克/ L。在許多國家，包括美國和歐盟國家，這個限制是由法律規定的。

表1：一些國家的砷限制

表1列出了一些限制的概況。據估計，孟加拉國約有4500萬人暴露于較高的砷濃度。大約有2000萬人的生活濃度超過了50μg/ L的限值。圖2顯示了孟加拉國地下水中砷濃度的分布。

圖2：孟加拉國四張牌表明，砷濃度在地下水超過某一值的概率

砷 - 一個共同的問題

最近的一篇刊物表明，即使是中國的大部分地區也受到這個問題的影響。基于從地質，地形和土壤條件的數據，使用統計模型預測，近20萬人在區風險砷濃度增加。地下水中砷濃度升高，依照世界衛生組織也在阿根廷，智利，印度，墨西哥和美國。

極限值的觀察經常通過光譜方法來監測，光譜方法通常在設備方面非常復雜。

砷的可靠和快速測定

圖3：金微絲電極，由電極軸和傳感器組成。

使用scTRACE Gold通過伏安法提供了一種方便而簡單的替代砷的光譜測定方法(見圖3)。該傳感器的檢出限遠低于對飲用水有效的限值10μg/ L，濃度為5μg/ L時，其回收率可達95%以上。圖4顯示了這樣一個確定 - 這里發現的砷含量是4.9微克/升。該傳感器能夠簡單可靠地監測飲用水中的砷含量。分析時間約為每個樣品10分鐘。

圖4：顯示了具有兩種標準添加劑的礦泉水中金微絲電極上的砷測定。

易于使用和經濟

傳感器的操作非常簡單。它結合了測量所需的全部三個電極。要將其投入使用，只需將其插入電極軸，浸入樣品中即可開始測定。新開發的金微絲工作電極無需精心制備和調節電極。這可以節省時間。此外，該應用程序被簡化，因為不再需要評估電極是否已準備好使用。此外，絲網印刷工藝生產的參比電極和輔助電極完全免維護。

與任何電極一樣，隨著測定次數的增加，金微絲電極的性能也會下降。由于實際的插入式設計只取代了低成本的傳感器，所以更換不成問題。這可以確保隨時獲得可靠的結果。用金微絲電極測定伏安砷的另一個優點是只有通過選擇測量參數才能區分毒性更強的As(III)和毒性更小的As(V)。該電極可用于任何萬通伏安法測試臺。