原子荧光法测定土壤中砷和汞的实验改进

吴鸾芝

（海南中特环境监测技术有限公司，海南 海口 571100）

随着我国工业的发展，重金属砷、汞对土壤的污染越来越严重，国家对土壤重金属污染的监管治理日趋重视。在土壤的监测中测定土壤重金属的样品越来越多，目前国内大部分采用标准GB/T22105.1-2008（总汞）、GB/T22105.2-2008（总砷）中原子荧光法测定土壤中的汞、砷。但标准GB/T22105.1-2008（总汞）、GB/T22105.2-2008（总砷）前处理方法不尽相同，无法同时测定[1]。且汞测量时加保存液结果偏高。本文改成试样不加保存液和稀释液，可以减掉保存液和稀释液中重铬酸钾对汞测定荧光强度偏大的影响，改成直接用纯水定容。制备砷试样时，不加抗坏血酸，减掉抗坏血酸对砷测定荧光强度的影响。减少了实验的工作量。通过实验分析，实验结果的准确度、精密度均符合要求。但由于汞不加保存液，汞试样保存时间变短，可存放24 h。

1 实验原理

总汞：采用硝酸-盐酸混合试剂在沸水浴中加热消解土壤试样，再用硼氢化钾将样品中所含汞还原成原子态汞，由载气（氩气）导入原子化器中，在特制汞空心阴极灯照射下，基态汞原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，强度与汞含量成正比。与标准系列比较，求得样品中汞的含量[2]。

总砷：样品中的砷经加热消解后，加入硫脲使五价砷还原为三价砷，再加入硼氢化钾将其还原为砷化氢，由氩气导入石英原子化器进行原子化分解为原子态砷，在特制砷空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光，产生的荧光强度与试样中砷的含量成正比。与标准系列比较，求得样品中砷的含量。

2 仪器设备与器皿

原子荧光光度计（RGF-6300，北京博晖创新光电技术股份有限公司）；砷、汞空心阴极灯；水浴锅；50 mL具塞玻璃比色管等[3]。（注：实验中所用的玻璃器皿均应经过（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 主要试剂

本实验用酸均为优级纯（广州化学试剂厂）。

砷标准溶液100 mg/L（生态环境部标准样品研究所103017）；汞标准溶液100 mg/L（生态环境部标准样品研究所102917）；5%硫脲。载液：5%盐酸（优级纯）。汞还原剂：称取0.3 g氢氧化钠溶于100 mL水中，加入0.5 g硼氢化钾，混匀，临用现配。砷还原剂：称取0.5 g氢氧化钠溶于100 mL水中，加入2.0 g硼氢化钾，混匀，临用现配。

4 实验内容

准确称取风干经过100目的土样0.2～1.0 g于50 mL具塞玻璃比色管中，加少许水润湿，加入10 mL（1+1）王水，加塞摇匀于沸水浴中消解2 h，中间摇动几次，取下冷却，用水稀释至刻度，摇匀放置12 h后，取上清液测定汞。取一定量上清液于50 mL具塞玻璃比色管中，加入3 mL盐酸，5 mL硫脲溶液，用水稀释至刻度，摇匀放置30 min后测定。本次实验称取土壤标准样品GSS-26，GSS-39，GSS-71，各称取2个样品。

5 工作曲线配制

汞：吸取10.00 mL汞标准工作液（20.0 μg/L）于50 mL容量瓶中，加入10 mL（1+1）王水，用纯水定容。此溶液为曲线母液，设置曲线浓度为0.00、0.40、0.80、1.20、2.00、3.00、4.00 μg/L。测定时按仪器自动稀释曲线步骤执行。同时配制水质汞质控（生态环境部标准样品研究所202049），目的是验证曲线的准确度。

砷：吸取3.00 mL砷标准工作液（1 000.0 μg/L）于50 mL容量瓶中，加入10 mL（1+1）王水，用纯水定容。此溶液为曲线母液，设置曲线浓度为0.00、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0 μg/L。测定时按仪器自动稀释曲线步骤执行。同时配制水质质控（生态环境部标准样品研究所200447），目的是验证曲线的准确度。

6 实验仪器工作条件

仪器工作条件见表1。

表1 仪器工作条件

7 曲线绘制

绘制曲线，曲线线性良好。结果见图1，图2。本实验测定的水质汞（202049）结果为6.41 μg/L，标准范围为（6.49±0.53）μg/L。结果均在标准范围内，表明实验曲线准确度高。

图1 汞曲线

图2 砷曲线

本实验测定的水质砷（200447）结果为45.3 μg/L，标准范围为（45.5±3.1）μg/L。结果均在标准范围内，表明实验曲线准确度高。

8 实验结果分析

本次实验选择3组土壤质控样品测量，且测量平行样，实验结果见表2。实验结果表明本次方法的改进，测量土壤砷、汞质控样准确度高和精密度都很高。

表2 实验结果

9 结论

实验数据表明，测定土壤汞时不加保存液和稀释液，可以减掉保存液和稀释液中重铬酸钾对汞测定荧光强度偏大的影响，改成直接用纯水定容。制备砷试样时，不加抗坏血酸，减掉抗坏血酸对砷测定荧光强度的影响。得到的实验结果令人满意，准确度和精密度都很高。样品试液可保存24 h，故需尽快分析。因此在实际工作中我们可以用这种方法来取代GB/ T22105.1-2008和GB/T22105.2-2008试样的制备方法，这样不仅可以减少了工作量和经济成本，还可以减少了试剂使用对土壤荧光强度的影响和试剂对环境的污染。实际工作中能做到一次消解，砷、汞共用一个消解液检测，省去了重复消解的繁琐步骤及成本，实现经济效益和生态效益的双赢。