原子熒光測定土壤樣品中砷的若干問題探討

張蓮蓮

摘要：當(dāng)前，環(huán)境保護和合理利用自然資源的問題越來越引起人們的關(guān)注，在社會生產(chǎn)過程中，特別是對于自然界普遍存在的土壤資源而言，節(jié)約土地資源和保護土壤資源是一個重要問題。大多數(shù)土壤被砷、汞、硒、銻和鉍等重金屬元素嚴重污染。這種土壤污染來自許多方面，重金屬污染不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活。測量土壤中砷、汞等種金屬的含量尤為重要。本文的目的是使用原子熒光法測量土壤中的砷，并針對測定過程中的原料、樣品等的處理結(jié)合這一過程中可能出現(xiàn)的一系列問題進行系統(tǒng)科學(xué)的分析，以加深人們對土壤中的砷測定的了解。

關(guān)鍵詞：原子熒光;土壤測定;砷

引言

有許多常用的分析和測量土壤砷的方法，例如分光光度法和原子熒光光譜法。其中，原子熒光光譜法非常靈敏，并且熒光光譜法簡單，實用且受歡迎。但是，由于砷的特殊化學(xué)性質(zhì)以及土壤基質(zhì)的復(fù)雜性，測量土壤中的砷有許多影響因素。為了準確有效的分析大量的土壤樣品，必須找到簡單的步驟和有效的方法。在閱讀大量文獻資料以后，土壤樣品中的砷使用水浴方法消解是比較便捷的，再通過原子熒光光譜法測定。這種方法操作相對簡便，適用于大型土壤樣品中砷的測定。

1.標準曲線的繪制

分別移取0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、6.00、8.00mL砷標準使用液1.00mg/L于100mL容量瓶中，再分別加入（1+1）鹽酸溶液10mL，硫脲-抗壞血酸溶液20mL，純水定容至刻度，搖勻，配制成含砷量分別為0.00、10.00、20.00、30.00、40.00、60.00、80.00μg/L的砷標準系列溶液，在室溫下反應(yīng)40min，上機待測。

2.樣品處理

砷土壤樣品需低溫干燥，并過100目篩，裝入塑封袋放入干燥器中備用。準確稱量0.3g干燥土壤樣品，放入50ml帶塞的比色管中，先加少量水將土壤樣品潤濕，再加（1+1）的王水10mL，搖勻。在沸水浴中開蓋加熱2小時，并每隔半小時搖勻一次，充分消解，冷卻后定容至50mL，放置過夜。第二天取5ml上清液，加入（1+1）鹽酸溶液1mL，硫脲-抗壞血酸溶液2mL，于10mL比色管中，純水定容至刻度，搖勻，反應(yīng)40min，上機測定，同時做空白試驗。

3、結(jié)果與討論

3.1水質(zhì)對熒光強度的影響

原子熒光測量土壤砷時需要用到大量的純水，尤其是玻璃器皿的清洗的用水量巨大。然而實驗室使用的超純水大多由純水機制成?？紤]到大規(guī)模測試時，純水機的制水能力有限，因此使用自來水沖洗玻璃器皿再用超純水沖洗玻璃器皿和僅用自來水沖洗玻璃器皿進行比較分析，檢查自來水對玻璃器皿的殘留影響。實驗方法如下，將實驗中所用到的玻璃器皿分兩組先浸泡在（1+3）硝酸溶液中過夜，一組用自來水沖洗再用超純水清洗，另一組只用自來水清洗，兩組連續(xù)測量10天，每天測10組標準空白，算出平均值，對比超純水和自來水對玻璃器皿的殘留影響。

測試結(jié)果表明自來水和超純水測出的標準空白熒光值較接近，水質(zhì)對標準空白的熒光強度影響不是特別大，可以用自來水代替超純水清洗玻璃器皿。

3.2酸度對熒光強度的影響

如果樣品介質(zhì)的酸度變化過于明顯且趨勢不明顯的話，與氫氧化鈉的反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣量變化差異較大的話，這對火焰的正常運行影響較大，并且測量結(jié)果不穩(wěn)定。從測試的土壤樣品中可以看出，溶液中細金屬的沉淀會引起嚴重的干擾，這種沉淀會慢慢積聚并在反應(yīng)器中緩慢沉淀為黑色顆粒物。減低酸度對降低這種黑色沉淀的產(chǎn)生，使其溶解度變大具有較強的作用。但是，如果酸度太低，這種作用并不會減弱，而是起到了反作用。因此進行了酸度和氫化鉀濃度的交叉測試，以研究砷測量的最佳反應(yīng)條件，減少試劑消耗并減少環(huán)境污染。

由此可見，在酸度為10%-15%，硼氫化鉀為2%-5%時，標準空白熒光值較穩(wěn)定。

3.3記憶效應(yīng)對熒光強度的影響

對于土壤樣品，通常都是批量測量，測量樣品量較大。當(dāng)使用原子熒光光譜儀連續(xù)測量一批樣品時，不可避免地會發(fā)生記憶效應(yīng)。此時每測量10個樣品時，都會插入校準點或有證標準樣品來檢測儀器的穩(wěn)定性。若儀器產(chǎn)生偏差，此時監(jiān)視的數(shù)據(jù)段就需要重新測量。為了了解記憶效應(yīng)的條件及其影響的程度，為了避免重復(fù)測量樣本，現(xiàn)將砷一級標準物質(zhì)200450（14.6±1.5）μg/L置于7種標準溶液中后測定，測定結(jié)果見圖3

由此可見，砷標準物質(zhì)插入砷標準溶液后的測定值都在標準范圍內(nèi)，誤差也較小，且砷標準物質(zhì)的濃度非常穩(wěn)定。由此在每批中砷檢測樣品的數(shù)量可以適當(dāng)增加，以提高檢測速度。

3.4硫脲+抗壞血酸溶液對熒光值的影響

將0.5、1.0、1.5、2.0%硫脲+抗壞血酸溶液添加到10ml反應(yīng)體系中，而不改變酸度和其他條件。判斷各種濃度的預(yù)還原劑對標準空白熒光值的影響。

由此可見，當(dāng)硫脲+抗壞血酸溶液為1.5-2.0%時，熒光值較穩(wěn)定。

4.結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)應(yīng)用原子熒光光譜法測量土樣中砷時，為了確保測試結(jié)果真實可靠，并適當(dāng)提高工作效率，我們需要注意水質(zhì)、反應(yīng)溶液濃度、儀器設(shè)置參數(shù)、儀器記憶效應(yīng)等，然后尋求最佳反應(yīng)條件并采取干預(yù)措施。

參考文獻

[1]土壤質(zhì)量總汞、總砷、總鉛的測定原子熒光法第2部分：土壤總砷的測定GB/T22105.2-2008[S]

[2]武春林，王瑞延，丁坤，等.中國土壤質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查與評價的研究現(xiàn)狀和進展[J].西北地質(zhì)，2018，51（3）：240-252.

江蘇省蘇力環(huán)境科技有限責(zé)任公司 江蘇南京 210036