原子熒光法測汞、砷在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用研究

盧 曠胡晨璐李靜靜周 穎

（1浙江省環(huán)境科技有限公司 浙江杭州 310000 2聚光科技（杭州）股份有限公司 浙江杭州 310000 3浙江國輻環(huán)保科技有限公司 浙江杭州 310000）

引言

土壤是生物賴以生存的環(huán)境，近些年諸多的環(huán)境污染，對土壤的安全性提出前所未有的挑戰(zhàn)。為了增強(qiáng)土壤的穩(wěn)定，防止土壤污染，2018年6月22日，生態(tài)環(huán)境部公告發(fā)布了兩項(xiàng)新的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同年8月31日，國家出臺了《中華人民共和國土壤污染防治法》。隨著土壤防治的立法，關(guān)于土壤污染的監(jiān)管成為新的重點(diǎn)。

根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定，在進(jìn)行項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)及場地環(huán)境調(diào)查時(shí)，需進(jìn)行土壤的調(diào)查和監(jiān)測。在此過程中會涉及到多種因子的監(jiān)測，通過監(jiān)測可以掌握項(xiàng)目場地土壤環(huán)境的第一手資料。而汞、砷監(jiān)測也是土壤環(huán)境監(jiān)測的重要內(nèi)容。2008年，原環(huán)保部出臺了《土壤質(zhì)量總汞、總砷、總鉛的測定原子熒光法》，詳細(xì)規(guī)定了土壤中的汞、砷等元素的測定要求。

1 監(jiān)測原理

測定土壤中汞、砷元素，汞需選擇鹽酸-硝酸等組成的酸性試劑，對樣品作消解處理，然后利用硼氫化鉀（鈉）在酸性條件下將樣品中所含汞還原成汞原子；砷需加入硫脲，再加入硼氫化鉀，將其還原為砷化氫。汞原子和砷化氫再由氬氣導(dǎo)入原子化器，在特制汞或砷空心陰極燈照射或激發(fā)下，產(chǎn)生原子熒光，其熒光強(qiáng)度與待測元素含量呈正比。

2 測試汞、砷的實(shí)驗(yàn)步驟

預(yù)先制備10mL、1000μg/mL汞、砷標(biāo)準(zhǔn)液，并配置其他標(biāo)準(zhǔn)溶液。然后將采集到的樣品放置在消解罐內(nèi)，并用水做好定容。下一步采用水浴或微波進(jìn)行消解。水浴消解是將樣品置入具塞比色管中，加入一定量的水，并在通風(fēng)櫥中依次添加鹽酸、硝酸或還原劑等，混勻樣品后放入消解罐、密封，進(jìn)行消解。微波消解是將處理后密封的樣品置入微波消解爐進(jìn)行消解。消解完成后將消解罐取出，再放置于通風(fēng)櫥中進(jìn)行泄壓、放氣，冷卻至室溫。

接著，將汞、砷標(biāo)準(zhǔn)液傾倒至自動取樣器，然后再放入氰化物原子熒光光度計(jì)，設(shè)定相應(yīng)的分析條件，測定標(biāo)準(zhǔn)曲線及待測樣品，最終計(jì)算出測定結(jié)果。

3 原子熒光法測汞、砷元素在土壤環(huán)境監(jiān)測時(shí)的應(yīng)用

3.1 樣品選擇

監(jiān)測土壤中的汞、砷元素，在采樣時(shí)應(yīng)盡量分散采樣點(diǎn)位，確保樣品的代表性。

3.2 消解體系選擇

原子熒光法測汞、砷元素，做好樣品的消解是關(guān)鍵，消解直接影響到后期的分析測量結(jié)果。由于汞元素易揮發(fā)，通常選擇水浴消解較為理想；砷元素在高溫下易氧化爆炸，盡量選擇微波進(jìn)行消解。消解時(shí)需在通風(fēng)櫥中進(jìn)行并做好安全防護(hù)。

3.3 還原劑濃度選擇

測定過程中要選擇合適的還原劑濃度。還原劑濃度過高會產(chǎn)生大量氫氣，影響汞元素值；還原劑濃度過低又會造成砷元素不能徹底還原，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)低于實(shí)際值。從實(shí)際應(yīng)用來看，汞元素最佳還原劑濃度為0.5%的氫氧化鈉以及1.0%的硼氫化鉀；砷元素的最佳還原劑濃度為0.5%的氫氧化鉀和2.0%的硼氫化鉀。

3.4 測量條件選擇

汞、砷測定過程中確保最優(yōu)的測量條件可以有效提升實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

表1 最優(yōu)測量條件

3.5 干擾因素排除

樣品測定過程中會受到各種因素的干擾，可能影響到最終結(jié)果，因此，需采取措施排除干擾。例如，硼氫化鉀與酸性介質(zhì)會反應(yīng)產(chǎn)生氫化物，干擾實(shí)際監(jiān)測結(jié)果，通常采取加入抗血酸溶液+硫脲來消除干擾；測定時(shí)，選用雙層結(jié)構(gòu)的石英管原子化器，隔絕空氣，防止原子與空氣發(fā)生氧、氮碰撞，可以消除熒光淬滅對監(jiān)測結(jié)果的影響。

4 原子熒光法測汞、砷監(jiān)測結(jié)果

在嚴(yán)格遵守測定步驟及滿足前述條件的基礎(chǔ)上，制備汞、砷監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)液，再反復(fù)交替測定汞、砷空白溶液，按照DL=3SD/K計(jì)算檢測限結(jié)果：砷=0.02mg/kg，汞=0.002mg/kg，可以確定土壤中汞、砷的線性范圍及測定下限，對比標(biāo)準(zhǔn)回收率，最終確定樣品中的汞、砷回收率和加標(biāo)測定值。

結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了原子熒光法測汞、砷的操作步驟，并對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行分析，提出了測定汞、砷的最優(yōu)測量條件、影響因素消除及質(zhì)量控制等，為實(shí)際監(jiān)測提供參考。通過測定，可掌握土壤中汞、砷含量，并為后續(xù)工作提供參考。