微波消解的氫化物—原子熒光光譜法測定土壤痕量汞

潘 寧 朱建林 張 賽 王 磊 （江蘇省建湖縣農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心 224700）

微波消解的氫化物—原子熒光光譜法測定土壤痕量汞

潘 寧 朱建林 張 賽 王 磊 （江蘇省建湖縣農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心 224700）

土壤是農(nóng)業(yè)最基本的生產(chǎn)資料，土壤遭受污染后，特別是重金屬污染，很難得到消除。將微波消解技術應用于氫化物-原子熒光光譜法中測定土壤中的痕量汞，改進了傳統(tǒng)消解方法試劑用量大、耗時長、易交叉感染等不足。該方法具有快速、高效，靈敏度高、精密度和準確度較好等特點，適用于農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤中痕量汞的測定，測定結果穩(wěn)定。

微波消解；氫化物-原子熒光光譜法；土壤；汞

汞（Hg）在土壤中以痕量水平存在，在土壤中會不斷積累，容易引起生物與人中毒、致病甚至死亡，因而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，對土壤中汞的監(jiān)測至關重要。目前，土壤中汞的分析測定常用冷原子熒光法[1]、原子吸收法[2]、原子熒光光譜法[3]等，其中，氫化物-原子熒光光譜法因具有靈敏度高、精密度好、記性效應小、基體干擾少等優(yōu)點而被廣泛采用。但傳統(tǒng)的土樣消解技術試劑用量大，且樣品處理過程中極易發(fā)生損失、易交叉感染，導致汞測定分析結果不準確。為妥善解決此類問題，筆者利用近幾年發(fā)展起來的微波消解技術（該技術具有快速、高效、試劑用量少、回收率高等特點），改進了氫化物-原子熒光光譜法，測定了土壤樣品中的痕量汞，現(xiàn)將相關結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗儀器

MARS6型高壓微波消解儀（美國CEM公司），AFS-3100型原子熒光光譜儀（北京海光儀器公司），汞空心陰極燈。

1.2 實驗試劑

硼氫化鉀（KBH4）-氫氧化鉀（KOH）溶液（還原劑），稱取10.0 g硼氫化鉀（KBH4）溶于0.5%氫氧化鉀（KOH）溶液中，定容至1 000 mL（現(xiàn)配現(xiàn)用）。100 mg/L汞標準備液（國家標準物質(zhì)研究中心），配置標準曲線時根據(jù)需要進行稀釋，并加入固定液[2%硝酸（優(yōu)級純）-0.05%重鉻酸鉀(K2Cr2O7，優(yōu)級純)溶液]。實驗室用水均為去離子水。

本試驗所用試劑，除特殊注明外，均為分析純試劑。

1.3 實驗步驟

1.3.1 樣品處理

采集的土壤樣品去除雜質(zhì)后置陰涼處風干，用陶瓷研缽研磨，過100目分樣篩，混勻后裝瓶待用。

1.3.2 樣品消解

準確稱取土樣0.5 g左右，放入干燥清潔的MARSXpress反應罐中，分別加入硝酸6.0 mL、鹽酸3.0 mL和雙氧水0.25 mL。稍加混勻后放置20 min，然后將反應罐放入HTC外層保護管中，蓋上內(nèi)塞和彈力安全帽，用轉子壓力旋鈕鎖緊容器蓋，按順序放入消解反應罐（若樣品不足8個，則反應罐要按均勻、對稱放置，以保持平衡，使轉盤能正常旋轉）。關上微波爐門，設置功率、時間、溫度，然后開始消解。消解完畢，取出轉盤轉子，冷卻15 min后取出轉盤，在通風柜內(nèi)緩慢旋開罐子，內(nèi)襯中的消解液即可轉至50 mL具塞比色試管中，用去離子水定容，搖勻靜置待測。

1.3.3 樣品測定

準確配置0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 ug/L汞的標準溶液，在選定的最佳儀器工作條件下測量熒光強度并繪制標準曲線，先做空白對照，然后進行樣品測定。

1.4 實驗時注意事項

因測試中汞很容易發(fā)生污染，測試所用的容器必須經(jīng)酸泡24 h以上，并清洗干凈。因為硼氫化鉀和氧氧化鉀混合液的濃度對靈敏度影響很大，其配置濃度一定不能高。

2 結果與討論

2.1 樣品消解條件

由表1可知，微波消解十分快速，整個前處理過程僅需40 min左右，與傳統(tǒng)的消解方法相比，不僅節(jié)約了大量時間，且具有試劑用量少、消解條件易控制、污染和損失少等優(yōu)點。

表1 微波消解條件（9-16個罐子）

2.2 儀器工作條件

根據(jù)汞測定的要求[4]，經(jīng)優(yōu)化確定最佳工作條件：負高壓為280 V，燈電流為15 mA，原子化溫度為200 ℃，原子霧化皿高度為10 mm，載氣（Ar）流量為400 mL/min，屏蔽氣（Ar）流量為1 000 mL/min，硼氫化鉀為1.0%（氫氧化鉀為0.5%），載流為2.0%硝酸。

2.3 線性范圍和檢測限

通過配置一系列汞的標準工作溶液，在選定條件下進行測定，發(fā)現(xiàn)在0.00-10.00 ug/L 范圍內(nèi)，熒光強度與汞濃度呈現(xiàn)良好的線性擬合，回歸方程的線性相關系數(shù)大于0.9991。使用儀器內(nèi)程序，將儀器調(diào)至測量統(tǒng)計狀態(tài)，以空白溶液（去離子水）連續(xù)測定11次熒光強度，工作標準溶液（0.40 ug/L）連續(xù)測定11次，儀器按3倍標準偏差自動計算出檢測限為0.005 ug/L。

2.4 方法的精密度和準確度

為驗證方法的精密度和準確度，筆者選取了4個土壤標準樣品，按文中所擬方法，各樣品平行測定6次，計算測定結果的平均值和相對標準偏差RSD，并將測定結果與土壤標準樣品的推薦值進行比較。由表2可知，該方法的精密度和準確度均較好，相對標準偏差均小于5.00%，土壤標準樣品中汞含量的測定值與推薦值基本一致。

表2 土壤標準樣品測定結果

2.5 農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤樣品測定

采用本方法對建湖縣某農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地的5個土壤樣品進行測定，并進行了回收率試驗。另稱土壤樣品0.25 g左右，加入汞標準溶液（10.00 ug/L）1.00 mL，經(jīng)微波消解后用原子熒光光譜法測定，所得結果（見表3）。由表3可知，各樣品的加標回收率在85.0%-95.0%之間。

表3 建湖縣某農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤樣品測定結果

3 結 論

將微波消解技術應用于氫化物-原子熒光光譜法，測定土壤中的痕量汞，具有樣品處理快速簡單、消解條件易控制、基體干擾少、方法靈敏度高、準確度好等特點，該方法應用于土壤標準樣品和實際土壤樣品中痕量汞的測定，經(jīng)濟簡便，結果可靠。

[1] 張錦茂.ATC 005原子熒光光譜分析技術[M].北京:中國標準出版社,2011.

[2] 荊鏑,廉成章.冷原子熒光法測定地面水和土壤中的痕量總汞[J].中國環(huán)境監(jiān)測,1996,12（3）：9-12.

[3] 吳成,于青.氫化物發(fā)生—原子熒光法同時測定土壤中砷和汞[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展,2003,（2）：40-41.

[4] 王紅惠,許學宏.雙道原子熒光光譜法同時測定土壤中的砷和汞[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學,2003,（3）88-89.

表3 不同處理生菜經(jīng)濟效益分析

表4 不同處理生菜品質(zhì)分析

3 結論與討論

試驗結果表明，施用蚯蚓有機液肥的生菜生長健壯旺盛，產(chǎn)量及品質(zhì)均得到顯著提高，該肥料具有很大的推廣價值。

提質(zhì)增效、安全保障是我國種植業(yè)轉型升級的重點，為廣大種植戶尋找、研制和推廣安全環(huán)保、優(yōu)質(zhì)高效的有機肥料是廣大農(nóng)業(yè)工作者的努力方向。蚯蚓有機液肥是一種新興的有機生態(tài)肥料，本試驗驗證了其在生菜生產(chǎn)上的應用效果，這為蚯蚓有機液肥在其他作物上的推廣應用提供了一定的科學依據(jù)。

參考文獻

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[2] 陳德輝,張玉華,陳長銘,等.有機液肥在茄果類蔬菜上的應用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2006,(6):1176-1177.

[3] 張祥明,陳恒,劉莉穎.有機液肥在小麥上的應用效果[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,1998,(2):163-163.

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2015-10-08