原子熒光法測定土壤中的砷和汞元素含量

魏晶晶

（新疆地礦局第一區(qū)調(diào)大隊，新疆 烏魯木齊 830000）

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國環(huán)境污染日益嚴(yán)重，環(huán)境監(jiān)測工作也越來越受重視，而對土壤中砷和汞的含量進(jìn)行測定是環(huán)境監(jiān)測的一項重要內(nèi)容。因此，需要我們定期測量土壤中的砷含量，以了解和掌握所測土壤環(huán)境的污染情況。

1 原子熒光光譜法測定原理

樣品進(jìn)行酸消解反應(yīng)進(jìn)行提取之后，將還原劑滴入配置好的試液當(dāng)中去，目的是使五價的砷元素還原成為三價砷元素；之后加入可以使砷元素轉(zhuǎn)換成為砷化氫的硼氫化鉀（也可以是硼氫化鈉），通過氬氣進(jìn)行載入到事先準(zhǔn)備好的石英爐當(dāng)中來進(jìn)行分解，這樣就得到了原子態(tài)的砷；之后特種的砷空心陰極燈就會發(fā)射出特殊的光來對其進(jìn)行激發(fā)而產(chǎn)生一些原子熒光同之前所要進(jìn)行測定的溶液當(dāng)中的砷濃度之間會有正比的關(guān)系。從而測定出樣品的砷含量進(jìn)行測定[1-2]。

2 試驗部分

2.1 試驗儀器設(shè)備以及試劑的選擇首先，試驗儀器的選擇，AFS2002a雙道原子

熒光分光光度計，砷、汞空心陰極燈，微波消解儀；其次，試驗試劑的選擇。在試樣用水的選擇上，以去離子水進(jìn)行試驗；在酸劑的選擇上以優(yōu)級酸來進(jìn)行試驗，剩余的試劑為分析純。

主要試劑有：①王水，（1+1），優(yōu)級純。②標(biāo)準(zhǔn)貯備液，砷為每mL含1mg，汞為各每mL含0.5mg的貯備液，10%王水溶液。標(biāo)準(zhǔn)系列配置時，逐級稀釋。③硼氫化鉀溶液，1.5%稱取15g硼氫化鉀，加5g氫氧化鉀，溶解后棉花過濾，水稀至1000mL。④硫脲-抗壞血酸混合溶液5%稱取5 g硫脲，5g抗壞血酸溶于100mL水中，搖勻，放置20min。

2.2 試驗條件

1） 儀器工作條件，詳見表1。

表1 儀器工作條件

2） 斷續(xù)流動程序。詳見表2。

表2 斷續(xù)流動程序

3） 測量條件。詳見有3。空白判別值：3，儀器調(diào)試按以上要求調(diào)到最佳條件后，再進(jìn)行測試。

表3 測量條件

2.3 樣品處理

將采集的土壤樣品風(fēng)干后，用玻璃棒壓散，除去泥中異物，用四分法縮分，研磨至樣品通過120目尼龍篩后，混合備用。準(zhǔn)確稱取土壤樣品0.200 0g置于微波消解罐中，用少量去離水浸濕，加入王水，擰緊瓶蓋進(jìn)行消解。消解完畢冷卻后，將消解液全量轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯坩堝中，置于電熱板上蒸發(fā)至近干，冷卻后加入一定量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的HNO3溶液溶解殘渣，并轉(zhuǎn)移至50mL的比色管中，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的硫脲溶液5mL，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的HNO3溶液定容至標(biāo)線搖勻，消解液經(jīng)PSA固相萃取柱過濾后進(jìn)行原子熒光分析，同時，進(jìn)行樣品空白實驗[3]。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 基體的干擾和去除

本實驗采用PSA小柱對土壤消解液進(jìn)行預(yù)處理。當(dāng)消解液通過PSA吸附劑時，金屬離子濃縮在其表面，被測物質(zhì)通過吸附劑。實驗結(jié)果表明，當(dāng)消解液經(jīng)PSA小柱過濾后分析，可以消除Cu、Ni、Fe、Cr和Co等共存金屬對砷和汞的測定干擾。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

將100 mg/L的砷和汞標(biāo)準(zhǔn)儲備液用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的HNO3溶液逐級稀釋配制成質(zhì)量濃度分別為 0.50μg/L、2.00μg/L、5.00μg/L、10.0μg/L、20.0μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，最后一次稀釋時要加入10 mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的硫脲溶液將高價態(tài)砷和汞還原成低價態(tài)使砷和汞更易生成氣態(tài)氫化物，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的HNO3定容到100 mL搖勻待測；在工作條件下測定標(biāo)準(zhǔn)溶液，并以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的原子熒光值為縱坐標(biāo)，分析繪制砷和汞的工作曲線。結(jié)果表明砷和汞在0.50～20.0μg/L的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，質(zhì)量濃度與熒光值的線性關(guān)系良好，砷線性回歸方程為：

Y=209.43X+14.77；相關(guān)系數(shù)r=0.999 4.

汞線性回歸方程為：

Y=378.26X-9.68；相關(guān)系數(shù)r=0.999 6.

3.3 檢出限

按上述儀器條件連續(xù)分析7個0.50μg/L的砷和汞標(biāo)準(zhǔn)溶液，計算砷和汞測定值的標(biāo)準(zhǔn)偏差S分別為0.005 41μg/L和0.012 7μg/L。按照《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則》 （HJ 168—2010）對檢出限的規(guī)定，檢出限按以下公式計算：

當(dāng)n=7時，t值取3.143，計算得砷的檢出限為0.017μg/L，汞的檢出限為0.004μg/L。當(dāng)土壤樣品為0.200 0 g，定容體積為50 mL時，本方法砷最低檢出限為0.004μg/g，汞最低檢出限為0.001μg/g。

4 結(jié)語

用（1+1） 王水消解土壤樣品，1.5%KBH4為還原劑，5%HCl為載流，氫化物原子熒光法同時測定土壤中的As和Hg含量，該方法檢出限低，準(zhǔn)確度和精密度高，可用于大量土壤樣品的檢測，減少了土壤重金屬檢測的工作量，節(jié)約了檢測成本。