原子熒光法測定土壤中砷和汞的實驗改進

吳鸞芝

（海南中特環境監測技術有限公司，海南 海口 571100）

隨著我國工業的發展，重金屬砷、汞對土壤的污染越來越嚴重，國家對土壤重金屬污染的監管治理日趨重視。在土壤的監測中測定土壤重金屬的樣品越來越多，目前國內大部分采用標準GB/T22105.1-2008（總汞）、GB/T22105.2-2008（總砷）中原子熒光法測定土壤中的汞、砷。但標準GB/T22105.1-2008（總汞）、GB/T22105.2-2008（總砷）前處理方法不盡相同，無法同時測定[1]。且汞測量時加保存液結果偏高。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汞測定熒光強度偏大的影響，改成直接用純水定容。制備砷試樣時，不加抗壞血酸，減掉抗壞血酸對砷測定熒光強度的影響。減少了實驗的工作量。通過實驗分析，實驗結果的準確度、精密度均符合要求。但由于汞不加保存液，汞試樣保存時間變短，可存放24 h。

1 實驗原理

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汞，由載氣（氬氣）導入原子化器中，在特制汞空心陰極燈照射下，基態汞原子被激發至高能態，在去活化回到基態時，發射出特征波長的熒光，強度與汞含量成正比。與標準系列比較，求得樣品中汞的含量[2]。

總砷：樣品中的砷經加熱消解后，加入硫脲使五價砷還原為三價砷，再加入硼氫化鉀將其還原為砷化氫，由氬氣導入石英原子化器進行原子化分解為原子態砷，在特制砷空心陰極燈的發射光激發下產生原子熒光，產生的熒光強度與試樣中砷的含量成正比。與標準系列比較，求得樣品中砷的含量。

2 儀器設備與器皿

原子熒光光度計（RGF-6300，北京博暉創新光電技術股份有限公司）；砷、汞空心陰極燈；水浴鍋；50 mL具塞玻璃比色管等[3]。（注：實驗中所用的玻璃器皿均應經過（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

本實驗用酸均為優級純（廣州化學試劑廠）。

砷標準溶液100 mg/L（生態環境部標準樣品研究所103017）；汞標準溶液100 mg/L（生態環境部標準樣品研究所102917）；5%硫脲。載液：5%鹽酸（優級純）。汞還原劑：稱取0.3 g氫氧化鈉溶于100 mL水中，加入0.5 g硼氫化鉀，混勻，臨用現配。砷還原劑：稱取0.5 g氫氧化鈉溶于100 mL水中，加入2.0 g硼氫化鉀，混勻，臨用現配。

4 實驗內容

準確稱取風干經過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后測定。本次實驗稱取土壤標準樣品GSS-26，GSS-39，GSS-71，各稱取2個樣品。

5 工作曲線配制

汞：吸取10.00 mL汞標準工作液（20.0 μg/L）于50 mL容量瓶中，加入10 mL（1+1）王水，用純水定容。此溶液為曲線母液，設置曲線濃度為0.00、0.40、0.80、1.20、2.00、3.00、4.00 μg/L。測定時按儀器自動稀釋曲線步驟執行。同時配制水質汞質控（生態環境部標準樣品研究所202049），目的是驗證曲線的準確度。

砷：吸取3.00 mL砷標準工作液（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。此溶液為曲線母液，設置曲線濃度為0.00、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0 μg/L。測定時按儀器自動稀釋曲線步驟執行。同時配制水質質控（生態環境部標準樣品研究所200447），目的是驗證曲線的準確度。

6 實驗儀器工作條件

儀器工作條件見表1。

表1 儀器工作條件

7 曲線繪制

繪制曲線，曲線線性良好。結果見圖1，圖2。本實驗測定的水質汞（202049）結果為6.41 μg/L，標準范圍為（6.49±0.53）μg/L。結果均在標準范圍內，表明實驗曲線準確度高。

圖1 汞曲線

圖2 砷曲線

本實驗測定的水質砷（200447）結果為45.3 μg/L，標準范圍為（45.5±3.1）μg/L。結果均在標準范圍內，表明實驗曲線準確度高。

8 實驗結果分析

本次實驗選擇3組土壤質控樣品測量，且測量平行樣，實驗結果見表2。實驗結果表明本次方法的改進，測量土壤砷、汞質控樣準確度高和精密度都很高。

表2 實驗結果

9 結論

實驗數據表明，測定土壤汞時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汞測定熒光強度偏大的影響，改成直接用純水定容。制備砷試樣時，不加抗壞血酸，減掉抗壞血酸對砷測定熒光強度的影響。得到的實驗結果令人滿意，準確度和精密度都很高。樣品試液可保存24 h，故需盡快分析。因此在實際工作中我們可以用這種方法來取代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濟成本，還可以減少了試劑使用對土壤熒光強度的影響和試劑對環境的污染。實際工作中能做到一次消解，砷、汞共用一個消解液檢測，省去了重復消解的繁瑣步驟及成本，實現經濟效益和生態效益的雙贏。