多道全自动原子荧光光谱法测定土壤中的砷和汞

2014-02-26张洪文张永辉韩康琴贾亮亮

中国无机分析化学 2014年1期

张洪文张永辉韩康琴贾亮亮

(1 贵州地矿工程勘察有限公司贵阳 550018； 2 河北省地矿局水文工程地质勘查院石家庄 050021)

0 前言

砷和汞是有毒有害的元素，在土壤中以痕量水平存在。随着社会和科技的进步，土壤环境问题越来越受到人们的关注[1-2]。目前，国内文献报道较多的是利用原子荧光光谱法单一测定土壤中汞、砷的含量[3-5]，而对不同地区土壤的地质分层与物理化学性质一并研究的报道很少[6]。本文采用湿法消解对土壤样品进行溶样处理，在最佳的实验条件下，应用PF6-3原子荧光分光光度仪测定土壤样品中砷、汞的含量。

1 实验部分

1.1 土壤的地质分层

土壤样品的采集来自6个不同地点，按照土壤自然发生层次分层取样，编号分别记做DHJ48、DHJ137、DHJ183、DHJ171、DHJ127和DHJ87，使用液、塑限联合测定仪测出土的液限ωL以及塑限ωp，Ip=ωL-ωp计算出塑性指数Ip，根据塑性指数Ip定出土的名称。具体土壤的地质分层情况见表1。

表 1 不同地区土壤的地质分层 Table 1 Geologic stratification of soils in different areas

1.2 仪器与试剂

PF6-3多道全自动原子荧光分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)，电子分析天平(1712MP8)；Hg，As空心阴极灯(北京普析通用仪器有限责任公司)。

硝酸、高氯酸、盐酸、硫酸(优级纯)。

硼氢化钾溶液(15 g/L)：称取5 g KOH溶于1 000 mL水中，加入15 g KBH4，并使之溶解，现用现配(0.5 g/L的硼氢化钾溶液同此)。

硫脲溶液(100 g/L)：称取10 g硫脲溶于100 mL水中，现用现配。

溴酸钾(2.784 g/L)-溴化钾(10 g/L)溶液：称取2.784 g溴酸钾和10 g溴化钾溶于纯水中，并定容至1 000 mL，摇匀。

盐酸羟胺溶液(100 g/L)：称取10 g盐酸羟胺溶于纯水中，并稀释至100 mL，摇匀。

1.3 仪器工作条件

仪器的分析条件见表2。

表2 仪器分析条件 Table 2 Instrumental analysis Conditions

1.4 实验方法

1.4.1 样品预处理

去除与金属器皿接触的土壤，样品经充分风干、研磨后，过0.15 mm尼龙筛。准确称取0.500 0 g 土壤样品，置于150 mL锥形瓶中，加入7 mL硫酸(1+1)，10 mL硝酸，2 mL高氯酸，盖上表面皿，静置24 h，次日于电热板上缓缓加热消解，至挥发残酸近干时，停止加热。冷却至室温，将消解好的土壤样品转移到50 mL容量瓶中，定容待测[7]。同法做样品空白处理1份。

1.4.2 元素的测定

As的测定：吸取一定量处理好的消解试液于50 mL比色管中，加入5 mL盐酸，5 mL硫脲溶液，稀释至刻度，摇匀待测。

Hg的测定：吸取一定量处理好的消解试液于50 mL比色管中，加入2.0 mL硫酸，4.0 mL溴酸钾-溴化钾溶液摇匀，放置10～15 min，滴加盐酸羟胺溶液至黄色褪去，用纯水稀释至刻度，摇匀待测。

以盐酸(2%)为载液，分别以15 g/L和0.5 g/L的硼氢化钾为还原剂，利用氩气作为载气将产生的气体导入石英管中进行原子化，按照上述仪器测量条件对处理好的土壤样品进行测定，求出样品中砷和汞的含量[8]。

2 结果与讨论

2.1 仪器条件的选择

灯电流与负高压的变化对仪器的灵敏度影响最为明显，一般灯电流和负高压越大，荧光响应值也会越大，但也会使噪声干扰增加、造成仪器工作的不稳定，与此同时也会降低灯的使用寿命。屏蔽气的作用是给原子化过程提供无氧的环境，以防止氢化物被氧化。通常情况下，载气、屏蔽气流量越大，稳定性越好，但灵敏度越低。载气流量太小影响原子化效率，太大则会稀释原子浓度，影响灵敏度。实验表明负高压280 V，汞的灯电流40 mA，砷的灯电流50 mA，载气流量和屏蔽气流量分别为300 mL/min 和600 mL/min，As和Hg的相应值都较高，可得到很满意的测定结果。