原子熒光法測(cè)定土壤中砷和汞的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

吳鸞芝

（海南中特環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)有限公司，海南 ?？?571100）

隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，重金屬砷、汞對(duì)土壤的污染越來(lái)越嚴(yán)重，國(guó)家對(duì)土壤重金屬污染的監(jiān)管治理日趨重視。在土壤的監(jiān)測(cè)中測(cè)定土壤重金屬的樣品越來(lái)越多，目前國(guó)內(nèi)大部分采用標(biāo)準(zhǔn)GB/T22105.1-2008（總汞）、GB/T22105.2-2008（總砷）中原子熒光法測(cè)定土壤中的汞、砷。但標(biāo)準(zhǔn)GB/T22105.1-2008（總汞）、GB/T22105.2-2008（總砷）前處理方法不盡相同，無(wú)法同時(shí)測(cè)定[1]。且汞測(cè)量時(shí)加保存液結(jié)果偏高。本文改成試樣不加保存液和稀釋液，可以減掉保存液和稀釋液中重鉻酸鉀對(duì)汞測(cè)定熒光強(qiáng)度偏大的影響，改成直接用純水定容。制備砷試樣時(shí)，不加抗壞血酸，減掉抗壞血酸對(duì)砷測(cè)定熒光強(qiáng)度的影響。減少了實(shí)驗(yàn)的工作量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度、精密度均符合要求。但由于汞不加保存液，汞試樣保存時(shí)間變短，可存放24 h。

1 實(shí)驗(yàn)原理

總汞：采用硝酸-鹽酸混合試劑在沸水浴中加熱消解土壤試樣，再用硼氫化鉀將樣品中所含汞還原成原子態(tài)汞，由載氣（氬氣）導(dǎo)入原子化器中，在特制汞空心陰極燈照射下，基態(tài)汞原子被激發(fā)至高能態(tài)，在去活化回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出特征波長(zhǎng)的熒光，強(qiáng)度與汞含量成正比。與標(biāo)準(zhǔn)系列比較，求得樣品中汞的含量[2]。

總砷：樣品中的砷經(jīng)加熱消解后，加入硫脲使五價(jià)砷還原為三價(jià)砷，再加入硼氫化鉀將其還原為砷化氫，由氬氣導(dǎo)入石英原子化器進(jìn)行原子化分解為原子態(tài)砷，在特制砷空心陰極燈的發(fā)射光激發(fā)下產(chǎn)生原子熒光，產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度與試樣中砷的含量成正比。與標(biāo)準(zhǔn)系列比較，求得樣品中砷的含量。

2 儀器設(shè)備與器皿

原子熒光光度計(jì)（RGF-6300，北京博暉創(chuàng)新光電技術(shù)股份有限公司）；砷、汞空心陰極燈；水浴鍋；50 mL具塞玻璃比色管等[3]。（注：實(shí)驗(yàn)中所用的玻璃器皿均應(yīng)經(jīng)過(guò)（1+1）王水浸泡12 h以上，如有必要加25 mL（1+1）王水至50 mL具塞玻璃比色管中沸水浴消解2 h后清洗。）

3 主要試劑

本實(shí)驗(yàn)用酸均為優(yōu)級(jí)純（廣州化學(xué)試劑廠(chǎng)）。

砷標(biāo)準(zhǔn)溶液100 mg/L（生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所103017）；汞標(biāo)準(zhǔn)溶液100 mg/L（生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所102917）；5%硫脲。載液：5%鹽酸（優(yōu)級(jí)純）。汞還原劑：稱(chēng)取0.3 g氫氧化鈉溶于100 mL水中，加入0.5 g硼氫化鉀，混勻，臨用現(xiàn)配。砷還原劑：稱(chēng)取0.5 g氫氧化鈉溶于100 mL水中，加入2.0 g硼氫化鉀，混勻，臨用現(xiàn)配。

4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

準(zhǔn)確稱(chēng)取風(fēng)干經(jīng)過(guò)100目的土樣0.2～1.0 g于50 mL具塞玻璃比色管中，加少許水潤(rùn)濕，加入10 mL（1+1）王水，加塞搖勻于沸水浴中消解2 h，中間搖動(dòng)幾次，取下冷卻，用水稀釋至刻度，搖勻放置12 h后，取上清液測(cè)定汞。取一定量上清液于50 mL具塞玻璃比色管中，加入3 mL鹽酸，5 mL硫脲溶液，用水稀釋至刻度，搖勻放置30 min后測(cè)定。本次實(shí)驗(yàn)稱(chēng)取土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品GSS-26，GSS-39，GSS-71，各稱(chēng)取2個(gè)樣品。

5 工作曲線(xiàn)配制

汞：吸取10.00 mL汞標(biāo)準(zhǔn)工作液（20.0 μg/L）于50 mL容量瓶中，加入10 mL（1+1）王水，用純水定容。此溶液為曲線(xiàn)母液，設(shè)置曲線(xiàn)濃度為0.00、0.40、0.80、1.20、2.00、3.00、4.00 μg/L。測(cè)定時(shí)按儀器自動(dòng)稀釋曲線(xiàn)步驟執(zhí)行。同時(shí)配制水質(zhì)汞質(zhì)控（生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所202049），目的是驗(yàn)證曲線(xiàn)的準(zhǔn)確度。

砷：吸取3.00 mL砷標(biāo)準(zhǔn)工作液（1 000.0 μg/L）于50 mL容量瓶中，加入10 mL（1+1）王水，用純水定容。此溶液為曲線(xiàn)母液，設(shè)置曲線(xiàn)濃度為0.00、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0 μg/L。測(cè)定時(shí)按儀器自動(dòng)稀釋曲線(xiàn)步驟執(zhí)行。同時(shí)配制水質(zhì)質(zhì)控（生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所200447），目的是驗(yàn)證曲線(xiàn)的準(zhǔn)確度。

6 實(shí)驗(yàn)儀器工作條件

儀器工作條件見(jiàn)表1。

表1 儀器工作條件

7 曲線(xiàn)繪制

繪制曲線(xiàn)，曲線(xiàn)線(xiàn)性良好。結(jié)果見(jiàn)圖1，圖2。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定的水質(zhì)汞（202049）結(jié)果為6.41 μg/L，標(biāo)準(zhǔn)范圍為（6.49±0.53）μg/L。結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，表明實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)準(zhǔn)確度高。

圖1 汞曲線(xiàn)

圖2 砷曲線(xiàn)

本實(shí)驗(yàn)測(cè)定的水質(zhì)砷（200447）結(jié)果為45.3 μg/L，標(biāo)準(zhǔn)范圍為（45.5±3.1）μg/L。結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，表明實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)準(zhǔn)確度高。

8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

本次實(shí)驗(yàn)選擇3組土壤質(zhì)控樣品測(cè)量，且測(cè)量平行樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本次方法的改進(jìn)，測(cè)量土壤砷、汞質(zhì)控樣準(zhǔn)確度高和精密度都很高。

表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

9 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，測(cè)定土壤汞時(shí)不加保存液和稀釋液，可以減掉保存液和稀釋液中重鉻酸鉀對(duì)汞測(cè)定熒光強(qiáng)度偏大的影響，改成直接用純水定容。制備砷試樣時(shí)，不加抗壞血酸，減掉抗壞血酸對(duì)砷測(cè)定熒光強(qiáng)度的影響。得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人滿(mǎn)意，準(zhǔn)確度和精密度都很高。樣品試液可保存24 h，故需盡快分析。因此在實(shí)際工作中我們可以用這種方法來(lái)取代GB/ T22105.1-2008和GB/T22105.2-2008試樣的制備方法，這樣不僅可以減少了工作量和經(jīng)濟(jì)成本，還可以減少了試劑使用對(duì)土壤熒光強(qiáng)度的影響和試劑對(duì)環(huán)境的污染。實(shí)際工作中能做到一次消解，砷、汞共用一個(gè)消解液檢測(cè)，省去了重復(fù)消解的繁瑣步驟及成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的雙贏。