微波消解-原子熒光法測(cè)定土壤中的砷

摘要：本文建立了微波消解-氫化物原子熒光測(cè)定土壤中的砷的方法。As在0～10ug/L范圍內(nèi)，線性良好。采用鹽酸-硝酸作為消解體系，對(duì)國(guó)家有證土壤樣品進(jìn)行了驗(yàn)證，測(cè)定值均在推薦值范圍之內(nèi)，精密度和準(zhǔn)確度達(dá)到了國(guó)家土壤測(cè)定要求。測(cè)定實(shí)際土壤樣品，回收率也滿意。

關(guān)鍵詞：砷;原子熒光光譜法;微波消解;土壤

中圖分類號(hào)：X833 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）10-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.059

Abstract： A method for the determination of arsenic in soil by microwave digestion-hydride atomic fluorescence spectrometry was established.As in the range of 0 to 10 ug/L，the linearity is good.Using hydrochloric acid-nitric acid as the digestion system，the national certified soil samples were verified，the measured values were all within the recommended range，and the precision and accuracy met the national soil determination requirements.The actual soil samples were determined and the recovery was satisfactory.

Key words：Arsenic;Atomic fluorescence spectrometry;Microwave digestion;Soil

土壤是生命之基、萬(wàn)物之母。土壤和空氣、水一樣，是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的基本要素，是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著工農(nóng)業(yè)發(fā)展，土壤中重金屬污染越來(lái)越嚴(yán)重。砷作為五毒元素，可以通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體內(nèi)，對(duì)人們身體健康構(gòu)成威脅。因此測(cè)定土壤中砷的含量，有十分重要的意義。

目前測(cè)定砷的方法有分光光度法、原子熒光法[1]、ICP法等，但原子熒光法測(cè)定砷在國(guó)內(nèi)外都受到青睞。用此方法測(cè)定土壤中砷元素，需要對(duì)土壤進(jìn)行前處理，處理的方法有傳統(tǒng)消解方法、電熱板消解、水浴消解，由于是敞口體系，會(huì)有一些揮發(fā)性元素，產(chǎn)生酸霧，對(duì)分析人員身體產(chǎn)生威脅，并且污染環(huán)境。與傳統(tǒng)的消解方法相比，微波消解[2-6]具有加快消解速率、減少酸使用量、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。本文利用微波消解方法，采用鹽酸-硝酸消解體系消解土壤樣品，用原子熒光光度法測(cè)定土壤中砷含量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

樣品經(jīng)消解后，加入硫脲使五價(jià)砷還原成三價(jià)砷，再加入硼氫化鉀使還原生成砷化氫，砷化氫由氬氣載入原子化器中，砷化氫分解為原子態(tài)砷，在特質(zhì)空心陰極燈的發(fā)射光激發(fā)下產(chǎn)生原子熒光，其熒光強(qiáng)度在固定條件下與被測(cè)液中的砷濃度成正比。

1.2 主要儀器

AFS-9750型雙道氫化物原子熒光光度計(jì)，與其配套的自動(dòng)進(jìn)樣設(shè)備，配有計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng);

砷編碼式空心陰極燈（北京科創(chuàng)海光有限公司）;

上海屹堯科技TOPEX全能型微波化學(xué)工作平臺(tái);

電子天平：精度為0.0001g;

GZX-9140MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱（上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠）;

純水儀;

高純氬氣。

1.3 試劑

鹽酸，優(yōu)級(jí)純（北京化工有限公司）;

硝酸，優(yōu)級(jí)純;

硫脲，分析純（上海威晨化學(xué)試劑科貿(mào)有限公司）;

抗壞血酸，分析純（上海化學(xué)試劑廠）;

硫脲-抗壞血酸：稱取10g硫脲和10g抗壞血酸，溶于100mL蒸餾水中，現(xiàn)用現(xiàn)配;

氫氧化鈉，優(yōu)級(jí)純（天津市天力化學(xué)試劑有限公司）;

硼氫化鉀（天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）：稱取2.5gNaOH放入燒杯中，少量水溶解后，加入10gKBH4，溶于 500mL蒸餾水中，現(xiàn)用現(xiàn)配;

土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品：gss-9;gss-13;gss-16;

砷標(biāo)準(zhǔn)貯備液：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，質(zhì)量濃度為100mg/L。

1.4 樣品處理

土壤采集后，除去碎石、砂礫、動(dòng)植物殘?bào)w，風(fēng)干，過(guò)100目尼龍篩，用四分法取樣，放于廣口瓶中[7]。

稱取風(fēng)干、過(guò)篩的土壤樣品（精確至0.0001g）置于聚四氟乙烯消解罐中，用少量實(shí)驗(yàn)用水潤(rùn)濕。在通風(fēng)櫥中加入6ml鹽酸、2ml硝酸，混勻，使土壤樣品和消解液充分接觸。裝入消解罐，按表1 微波消解程序?qū)ν寥罉悠愤M(jìn)行消解。消解結(jié)束后，取出消解罐，待樣品冷卻至室溫后，用蒸餾水將消解液轉(zhuǎn)移至50ml容量瓶，搖勻。取出5ml試樣，加入5ml鹽酸，10ml硫脲-抗壞血酸混合液，用超純水稀釋至刻度，搖勻，備用。室溫放置30min，上機(jī)測(cè)。同時(shí)做2個(gè)全程序空白。

1.5 分析步驟

原子熒光光度計(jì)的調(diào)試：原子熒光光度計(jì)開機(jī)預(yù)熱，按照儀器使用說(shuō)明書設(shè)定燈電流、負(fù)高壓、原子化溫度、原子化高度、載氣流量、屏蔽氣流量等工作參數(shù)，見表2。

2 結(jié)果與討論

2.1 砷的校準(zhǔn)曲線

分別移取0ml、0.5ml、1ml、2ml、3ml、4ml、5ml砷標(biāo)準(zhǔn)使用液于50ml容量瓶中，分別加入5ml鹽酸、10ml硫脲和抗壞血酸混合溶液，用實(shí)驗(yàn)用水定容至標(biāo)線，混勻。室溫放置30min。砷元素標(biāo)準(zhǔn)系列見表3。

2.2 檢出限D(zhuǎn)L

依據(jù)《環(huán)境監(jiān)測(cè)、分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》中方法驗(yàn)證[8]的要求，對(duì)空白溶液連續(xù)測(cè)定15次，取后11次計(jì)算，As測(cè)定檢出限為0.01ug/L。連續(xù)對(duì)As濃度為4ug/L的溶液，進(jìn)行測(cè)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為1.7%，線性范圍為0～10ug/L。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)樣品分析

對(duì)地礦部門土壤樣品進(jìn)行g(shù)ss-9、gss-13、gss-16平行測(cè)定6次，分別進(jìn)行不同有證土壤標(biāo)樣平均值、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差、回收率進(jìn)行計(jì)算。測(cè)定結(jié)果見表4。

由表可知，土壤樣品測(cè)定值均在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，RSD在0.35%～0.57 %。

2.4 實(shí)際樣品的測(cè)定

對(duì)山西省陽(yáng)泉市某企業(yè)附近6個(gè)不同實(shí)際土壤樣品進(jìn)行測(cè)定，加入砷標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定回收率，測(cè)定結(jié)果見表5，樣品加標(biāo)回收率在94%～106%，此方法適用于測(cè)定實(shí)際土壤樣品。

2.5 方法應(yīng)用

對(duì)2018年國(guó)家能力測(cè)試土壤樣品進(jìn)行測(cè)定，用此微波消解-原子熒光測(cè)定方法，測(cè)試結(jié)果為17.6，測(cè)試結(jié)果為滿意。

2.6 結(jié)論

微波前處理土壤樣品，相比較傳統(tǒng)電熱板消解、水浴消解方法，加快了消解速率、耗費(fèi)酸減少、處理效果理想，避免了傳統(tǒng)消解方法中人員受酸霧污染，改善了分析人員的工作環(huán)境。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，用微波消解土壤，用原子熒光測(cè)定土壤中砷含量，具有實(shí)用性和可操作性，這種方法的準(zhǔn)確度、精密度、回收率都能達(dá)到很好的效果，其可以用于測(cè)定土壤中砷，適宜在環(huán)境監(jiān)測(cè)中推廣。

參考文獻(xiàn)

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[7]中華人民共和國(guó)環(huán)保部.土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范.HJ/T166-2004.北京[S].中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2004.

[8]中華人民共和國(guó)環(huán)保部.環(huán)境監(jiān)測(cè)、分析方法標(biāo)準(zhǔn)制定修訂技術(shù)導(dǎo)則.HJ168-2010[S].北京.中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2010.

收稿日期：2019-05-08

作者簡(jiǎn)介：陳金鳳（1983-），女，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。