原子熒光光譜法測定土壤中的鉛、鉻、鎘、汞、砷、鋅、銅、鎳等元素研究

堅文嬌

（甘肅省地質礦產勘查開發局水文地質工程地質勘察院，甘肅 張掖 734000）

土壤中金屬元素測量常用的消解方法有：王水電熱板消解，王水沸水浴消解，混合酸消解，微波消解，檢測方法有冷原子吸收光譜法、電感耦合等離子光譜法，電感耦合等離子質譜法、原子熒光光譜法等。由于王水組成簡單，消解效果好，水浴鍋作為控溫裝置，具有較好的準確度和再現性，所以王水沸水浴是一種較好的消解方法，也是應用最多的消解體系，便于操作尤其適合大批量樣品的測試。原子吸收，電感耦合等離子光譜法作為土壤中鎘、砷、鉛的檢測時檢出限較高，電感耦合等離子質譜儀雖然檢出限低但儀器價格比較昂貴，很難普遍使用，原子熒光光譜儀儀器價格較低，特征譜線抗干擾能力強，可做為土壤中測定鉛、鋅、砷和汞的優先考慮的方法。

在用原子熒光光譜儀作為檢測儀器時，主要考慮負高壓、燈電流、載氣、屏蔽氣流速來確定最佳工作參數，這幾個參數中，負高壓對熒光值的影響尤為顯著，所以本文只通過改變負高壓，找到最佳的檢測電壓，達到快速、準確測定土壤中總砷、總汞、總鉛、總鋅的目的。

除了樣品測試，樣品的前處理部分也是保障結果準確的重要部分，本文通過改變酸和預還原劑的用量找到到最佳樣品前處理方法。

1 實驗部分

1.1 試劑及標準

硝酸（GR）成都市科隴化學品有限公司；鹽酸（GR）成都市科隴化學品有限公司；硫脲（AR）天津市光復科技發展有限公司；抗壞血酸（AR）上海化學試劑廠；氫氧化鉀（AR）成都市科隴化學品有限公司；硼氫化鉀（AR）成都市科龍化工試劑廠；砷標準儲備溶液（GBW08611，1mg/mL）中國計量科學研究院；鉛（GBWE083186）標準儲備溶液（國家標準物質研究中心，1mg/mL）

1.2 儀器

普析通用PF6-M2型原子熒光光度計；普利菲爾純水制水機；上海醫療器械五廠恒溫水浴鍋，上海宇恒平科學儀器有限公司FA2004型萬分之一天平；MP2002型百分之一天平；北京市永光明醫療儀器有限公司電子萬用爐。

1.3 實驗部分

1.3.1 土壤樣品的消解

選用6種標準土（GSS-29;GSS-31;GSS-32;GSS-33;GSS-34;GBW07301a）作為研究對象。

采用王水沸水浴鍋方法消解，具體步驟如下：稱取0.2500 g標準土置于25mL比色管中，加少量水潤濕，而后加入10mL1+1王水，適當震蕩，使土壤與王水充分接觸避免底部粘連，將比色管放入沸水浴鍋中（水浴鍋液面高于比色管液面），煮沸1.5小時（期間取出震蕩2次～3次），取出稍冷，加水定容至25mL刻度線，放置過夜，待測。

1.3.2 土壤樣品的檢測

前文中已提到，在用原子熒光光度計時，考慮參數有很多，因負高壓對熒光值的影響較大，本文主要針對原子熒光光度計的負高壓做調整，找到最優測試條件。

1.3.3 校準曲線

逐級稀釋砷標準使用液為1.0＊10-4；1.0＊10-3mg/mL；鉛標準使用液為1.0＊10-6；1.0＊10-6mg/mL ；將兩者配備為混標，鉛、鋅含量分別為1.0＊10-4/1.0＊10-6mg/L和1.0＊10-3/1.0＊10-5mg/L ；分別移取混標溶液0.00；1.00mL ；2.50mL；5.00mL；7.50mL；1.00mL；1.50mL混標溶液于25毫升比色管中，加入1+1鹽酸1毫升，蒸餾水定容至10mL刻度線，則砷濃度為：0.00；0.010mg/L；0.025mg/L；0.050mg/L；0.075mg/L；0.100mg/L；0.150 mg/L，鉛濃度為：0.00；0.10ug/L ；0.25ug/L ；0.50ug/L ；0.75ug/L；1.00ug/L；1.50 ug/L。

1.3.4 樣品前處理時酸的用量

在做樣品前處理時，做兩組平行樣，稱取0.2500g樣品于比色管中，分別加入1+1王水5.0mL和10.0mL，煮沸1.5小時，后上機測試最終含量。

2 結果與討論

2.1 負高壓對熒光值的影響

負高壓是指光電倍增管兩端的電壓，將光信號轉化成放大的電信號傳輸的計算機上出檢測結果，所以負高壓對熒光值的大小有直接作用，測定As時選用200V～250V，測定Hg時選用280V～310V，每10V一個檔。具體實驗結果如下圖所示。

通過結果可以看出，測定鋅時宜選用200 v，雖然鋅的熒光值隨負高壓的增大不斷增大，但負高壓越大燈的使用壽命就越短，綜合考慮鋅宜選用300 v負高壓，且在上述兩個負高壓下可滿足大部分實際樣品的含量檢測。

2.2 預還原劑用量對熒光值的影響

土壤中的砷、鉛、鋅在消解過程中被王水氧化為高價態，預還原劑（硫脲和抗壞血酸）的含量對鉛的測定無影響，但對鋅的測定影響較大。本實驗選用GSS-29標準土作為研究對象，分別選擇0.5mL，1.0mL，1.5mL，2.0 mL的10%硫脲和抗壞血酸加入到10 mL標準土溶液中，測定土壤中鉛的最終含量。不同濃度預還原劑對熒光值的影響如下表所示。實驗發現，以1.0mL預還原劑的含量較為合適。

表1 不同濃度預還原劑對熒光值的影響

2.3 酸用量對熒光值的影響

在做樣品前處理時，做兩組平行樣，分別加入1+1王水5mL和10mL，通過最終測試結果對比，兩組值沒有明顯區別。這是因為原子熒光在測定鉛和鋅時，允許酸度較廣，在1.5%～15%范圍均可。（許昆明-四川大學碩士學位論文-氰化物發生原子熒光光譜法測定食品中微量有毒金屬元素）在準確的基礎上為了節約試劑和成本，本實驗選擇最終以5mL1+1王水為消解溶液。

3 準確度試驗

標準土測試：選用6種標準土（GSS-29;GSS-31;GSS-32;GSS-33;GSS-34;GBW07301a）為測試對象，消解時用1+1王水5.0 mL，消解完成放涼后加入2.5mL10%硫脲抗壞血酸溶液，蒸餾水定容至25毫升刻度線，加塞搖勻后，放置過夜澄清，待第二天測試。結果見下表，從表中可以看出，用上述方法消解、測定土壤中鉛和鋅是完全可以滿足測試要求的，測定值在標準值偏差允許范圍內。

表2 6種標準土樣采用原子熒光法測試后的測試值與認定值

4 結論

通過改變不同酸用量、預還原劑和負高壓的值，找到了最優的樣品前處理和測試條件，在實驗條件下能滿足大部分樣品同時測定的要求，達到了節約成本和提高效率的雙重目的。但同時要注意的是，在分析過程中我們發現，汞分析技術難點在于過程前，過程中的污染，所以在做樣時需格外注意。