原子荧光光度法测定土壤中砷、硒、锑含量研究

邱国良　陈泓霖

(衡阳市环境监测站，湖南 衡阳　421001)

原子荧光光度法测定土壤中砷、硒、锑含量研究

邱国良陈泓霖

(衡阳市环境监测站，湖南 衡阳421001)

【摘要】研究了采用王水水浴消解土壤样品，用原子荧光光度法先后测定土壤样品中砷、硒、锑3种元素的分析方法。该分析方法的检出限(砷0.01 mg/kg、硒0.04 mg/kg、锑0.01 mg/kg)、精密度和准确度均能满足土壤样品的分析测定要求，是一种简单、实用的分析方法。对于土壤样品中汞一般采用冷原子测汞仪单独测定的检测机构以及对于一些无微波消解等专用土壤样品前处理设备的实验室来说，该方法是一种简单、实用、切实符合工作需要的分析方法。

【关键词】土壤；砷；硒；锑；王水水浴消解；原子荧光光度法

土壤样品中重金属元素砷、硒、锑、汞的测定方法有多种，有单独测定某一个元素的分析方法，也有同时测定多个元素的方法。目前，在各级环境监测机构或第三方检测公司日常工作中，由于大型仪器的比较普及，重金属元素常使用简单快捷的仪器法测定，繁琐费时的比色光度法较少使用。当一个检测机构需要测定的样品较多，某一个元素的水质样品、土壤样品一般由某一个人员及某台仪器承担测定工作；比如各类水质样品、土壤样品、空气样品中的汞样一般用冷原子测汞仪测定，各类样品中的砷、硒、锑一般由原子荧光仪测定。本文采用王水水浴一次消解土壤样品，用原子荧光光度法先后测定土壤样品中砷、硒、锑三种元素含量；该方法操作简单、效率高，测定结果符合分析测定工作要求。从2016年起，环保部将开展土壤环境质量常规监测，本分析方法可用于土壤及沉积物中砷、硒、锑含量的测定。

1方法原理

土壤样品经王水水浴消解后，试液进入原子荧光光度计，在硼氢化钾溶液还原作用下，生成砷化氢、硒化氢和锑化氢气体，在氩氢火焰中形成基态原子，在元素灯(砷、硒、锑)发射光的激发下产生原子荧光，原子荧光强度与试液中元素含量成正比。

2材料与方法

2.1主要仪器与试剂

AFS-830双通道原子荧光光度计(北京吉天)；砷、硒、锑特种空心阴极灯(北京有色金属研究总院)；高纯氩气；水浴加热装置。

盐酸(工艺超纯)；硝酸(工艺超纯)；氢氧化钾(优级纯)；硼氢化钾(优级纯)；硫脲(分析纯)；抗坏血酸(分析纯)；砷标准溶液；硒标准溶液；锑标准溶液；土壤标准样品。?各溶液配制浓度及配制方法可参考GB/T22105.2-2008中土壤中总砷的测定原子荧光光度法。

2.2实验方法

2.2.1样品消解及试液的制备

按相关规范采集的土壤样品经风干后，采用四分法研磨土样，过100目(0.149mm)尼龙筛，保存备用。准确称取约1.0g土壤样品(精确至0.0001g)于50mL具塞比色管中，加入少许水湿润样品，加入10mL(1+1)王水，加塞摇匀于沸水浴中消解2h，中间摇匀几次，取下冷却，用水稀释至刻度，摇匀后放置。

待测试液的制备：用胖度移液管或刻度移液管准确吸取一定体积的消解试液于50 mL比色管中，加3mL盐酸、5mL硫脲溶液、5mL抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀后放置30min，取上清液待测。按相同的试剂和步骤，制备全程序空白溶液。

2.2.2仪器设置条件及测量条件

光电倍增管负高压300V，砷、硒、锑灯电流分别为60、80、80mA，原子化器高度为8mm，载气流量400mL /min，屏蔽气流量1000mL /min，读数时间10S，延迟时间1S，进样体积0.5mL。不同型号的原子荧光仪最佳工作条件有所不同，根据仪器自行选择最佳条件。

2.2.3绘制校准曲线

分别准确吸取0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00砷标准使用液置于6个50mL容量瓶中，分别加入5mL盐酸、5mL硫脲溶液、5mL抗坏血酸溶液，然后用水稀释至刻度，摇匀，即得含砷量分别0.00、5.0、10.0、20.0、30.0、50.0 ug/ L标准系列溶液。硒标准系列溶液与砷标准系列溶液体积、浓度相同，只需加入5mL盐酸即可。锑标准标准系列溶液含量为0.00、2.00、4.000、6.00、8.00、10.0 ug/ L，需分别加入5mL盐酸、5mL硫脲溶液、5mL抗坏血酸溶液。标准系列溶液配制好后需放置30min；砷、硒、锑标准系列溶液单独配制，不使用混标溶液。也可以将砷、锑配成混标溶液，使用双通道原子荧光仪可同时测定砷、锑。

以氢氧化钾溶液为还原剂，以(1+9)盐酸溶液为载流，由低浓度到高浓度依次测定系列标准溶液的原子荧光强度，用扣除零浓度空白荧光强度为纵坐标，溶液中对应的元素浓度为横坐标，绘制校准曲线。

2.2.4样品测定

将制备好的待测试液(含空白溶液)导入原子荧光光度计中，按照与绘制校准曲线相同仪器工作条件进行测定。如果被测元素浓度超过校准曲线浓度范围，应稀释后重新进行测定。

2.2.5结果计算

土壤样品中砷、硒、锑含量W(mg/kg)按下面公式进行计算：

式中：c为待测试液中砷、硒、锑的浓度(ug/L)(用待测试液的吸光度减去空白试验的吸光度，再通过校准曲线计算得出待测试液砷、硒、锑的浓度)，v为制备待测试液时从消解试液中吸取溶液的体积(mL)，m为称取试样的质量(g)；f为风干试样含水量。

3结果与讨论

3.1方法的检出限

使用校准曲线的零浓度空白试液测定15次，得到15个吸光度，并用上述系列标准溶液做校准曲线；按下式用3倍标准偏差(SD)除以校准工作曲线的斜率(K)来计算出方法检出限。

其中：

通过实验测定及计算得出砷的方法检出限为0.01mg/kg、硒的方法检出限为0.04mg/kg、锑的方法检出限为0.01mg/kg(按称取1.0000g样品消解定容至50mL计算)。

3.2方法的精密度和准确度

按本分析方法对低含量(ESS-1)及高含量(ESS-3)两种土壤标准样品各进行5次测定，通过公式计算测定结果的相对标准偏差(RSD)，方法精密度测定结果见表1。通过用国家土壤标准样品作为土样进行试验测定，得出本分析方法测定土壤中砷的相对标准偏差(RSD) 在3.8%～4.3%之间 、测定土壤中硒的相对标准偏差(RSD) 在5.5%～6.4%之间、测定土壤中锑的相对标准偏差(RSD) 在3.8%～5.1%之间，测定结果具有良好的精密度。各次测定结果均在土壤标准样品的保证值(砷、硒)或参考值(锑)范围内，也说明本方法测定结果的准确性较好。

表1　方法精密度测定结果

3.3加标回收率测定

在土壤标准样品(ESS-3)中分别加入不同体积的砷、硒、锑标准使用液，消解后进行加标回收率试验测定，测定结果见表2。测定结果表明本分析方法测定土壤中砷的加标回收率在90.0%～98.8%之间、测定土壤中硒加标回收率在91.0%～98.0%之间、测定土壤中锑加标回收率在90.0%～101.3%之间，试验结果表明本分析方法的准确度较好，符合土壤测定要求。

3.4注意事项

土壤中砷、硒、锑元素的痕量测定要求避开实验用水、实验器皿和试剂带来的污染。如果空白值过高，将影响校准曲线的线性、方法的检出限和测量的准确度。盐酸和硝酸等酸中常含有杂质(砷等)，各种酸必须使用优级纯，每批酸使用前需进行杂质含量检验测定，在试验之前挑选低背景(低杂质)的酸。要求硼氢化钾含量≥95%，硼氢化钾溶液现配现用，在硼氢化钾溶液加入一定量的氢氧化钾，以保证其溶液的稳定性。不同型号的原子荧光仪最佳工作条件有所不同，根据仪器选择最佳工作条件；以相同浓度差时测出的荧光强度相差较大且重复性较好时为佳。硫脲-抗坏血酸还原体系与试样要有足够长接触时间，一般放置接触30min。每批样品都要做校准工作曲线的绘制，样品测定与校准曲线同批。测定过程中也可以配制混标溶液，使用双通道原子荧光仪进行某两种元素同时测定。

表2　样品加标回收率测定结果

4结论

该方法采用王水水浴消解-原子荧光光度法测定土壤样品中的砷、硒、锑含量，具有良好的灵敏度，该方法的检出限、精密度和准确度均能满足环境监测中土壤样品的分析测定要求。3种元素用同一种方法消解，再先后或两种元素同时(使用双通道原子荧光仪)测定，降低了实验分析工作强度，提高了工作效率，分析结果符合准确度要求，是一种可行的测定土壤中砷、硒、锑含量的方法，也可以用于测定沉积物中砷、硒、锑含量。对于土壤样品中汞一般采用冷原子测汞仪单独测定的检测机构以及对于无微波消解等专用土壤样品前处理设备的实验室来说，该方法是一种简单、实用、切实符合工作需要的分析方法。

参考文献：

[1]国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会.GB/T22105.2-2008.土壤质量 总汞、 总砷、总铅的测定 原子荧光法 第2部分：土壤中总砷的测定[S].北京：中国标准出版社，2008.

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Study on the Determination of Arsenic，Selenium and Antimony Content in Soil by Atomic Fluorescence Spectrometry

QIU GuoliangCHEN Honglin

(Hengyang Environmental Monitoring Station，Hunan Hengyang 421001，China)

Abstract：Study using aqua regia digestion in the water bath soil samples，with atomic fluorescence spectrophotometric method has determination methods for the analysis of soil samples of arsenic，selenium and antimony three elements.The detection limit of the method (0.01 mg/kg of arsenic and antimony，selenium 0.04 mg/kg)，precision and accuracy can meet the requirements of analysis of soil samples is a simple and practical analysis method.For mercury in soil samples by cold atomic mercury analyzer separate determination of the detection mechanism and for some microwave digestion and special soil samples without pretreatment equipment of laboratory，the method is a is simple，practical and realistic work needs analysis method.

Keywords：soil；Arsenic；Selenium；Antimony；Aqua Water Bath；Atomic Fluorescence Spectrometry

作者简介：邱国良，工程师，主要从事环境监测方面的工作

中图分类号：X833

文献标识码：A

文章编号：1673-288X(2016)03-0107-03

引用文献格式：邱国良等.原子荧光光度法测定土壤中砷、硒、锑含量研究[J].环境与可持续发展，2016，41(3)：107-109.