微波消解-原子荧光法测定土壤中的砷

2019-11-28陈金凤

环境与发展 2019年10期

摘要：本文建立了微波消解-氢化物原子荧光测定土壤中的砷的方法。As在0～10ug/L范围内，线性良好。采用盐酸-硝酸作为消解体系，对国家有证土壤样品进行了验证，测定值均在推荐值范围之内，精密度和准确度达到了国家土壤测定要求。测定实际土壤样品，回收率也满意。

关键词：砷;原子荧光光谱法;微波消解;土壤

中图分类号：X833 文献标识码：A 文章编号：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、万物之母。土壤和空气、水一样，是构成生态系统的基本要素，是人类赖以生存的物质基础。随着工农业发展，土壤中重金属污染越来越严重。砷作为五毒元素，可以通过食物链进入人体内，对人们身体健康构成威胁。因此测定土壤中砷的含量，有十分重要的意义。

目前测定砷的方法有分光光度法、原子荧光法[1]、ICP法等，但原子荧光法测定砷在国内外都受到青睐。用此方法测定土壤中砷元素，需要对土壤进行前处理，处理的方法有传统消解方法、电热板消解、水浴消解，由于是敞口体系，会有一些挥发性元素，产生酸雾，对分析人员身体产生威胁，并且污染环境。与传统的消解方法相比，微波消解[2-6]具有加快消解速率、减少酸使用量、节能环保等优点。本文利用微波消解方法，采用盐酸-硝酸消解体系消解土壤样品，用原子荧光光度法测定土壤中砷含量。

1 實验部分

1.1 实验原理

样品经消解后，加入硫脲使五价砷还原成三价砷，再加入硼氢化钾使还原生成砷化氢，砷化氢由氩气载入原子化器中，砷化氢分解为原子态砷，在特质空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光，其荧光强度在固定条件下与被测液中的砷浓度成正比。

1.2 主要仪器

AFS-9750型双道氢化物原子荧光光度计，与其配套的自动进样设备，配有计算机处理系统;

砷编码式空心阴极灯（北京科创海光有限公司）;

上海屹尧科技TOPEX全能型微波化学工作平台;

电子天平：精度为0.0001g;

GZX-9140MBE数显鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）;

纯水仪;

高纯氩气。

1.3 试剂

盐酸，优级纯（北京化工有限公司）;

硝酸，优级纯;

硫脲，分析纯（上海威晨化学试剂科贸有限公司）;

抗坏血酸，分析纯（上海化学试剂厂）;

硫脲-抗坏血酸：称取10g硫脲和10g抗坏血酸，溶于100mL蒸馏水中，现用现配;

氢氧化钠，优级纯（天津市天力化学试剂有限公司）;

硼氢化钾（天津市科密欧化学试剂有限公司）：称取2.5gNaOH放入烧杯中，少量水溶解后，加入10gKBH4，溶于 500mL蒸馏水中，现用现配;

土壤标准样品：gss-9;gss-13;gss-16;

砷标准贮备液：国家标准物质研究中心，质量浓度为100mg/L。

1.4 样品处理

土壤采集后，除去碎石、砂砾、动植物残体，风干，过100目尼龙筛，用四分法取样，放于广口瓶中[7]。

称取风干、过筛的土壤样品（精确至0.0001g）置于聚四氟乙烯消解罐中，用少量实验用水润湿。在通风橱中加入6ml盐酸、2ml硝酸，混匀，使土壤样品和消解液充分接触。装入消解罐，按表1 微波消解程序对土壤样品进行消解。消解结束后，取出消解罐，待样品冷却至室温后，用蒸馏水将消解液转移至50ml容量瓶，摇匀。取出5ml试样，加入5ml盐酸，10ml硫脲-抗坏血酸混合液，用超纯水稀释至刻度，摇匀，备用。室温放置30min，上机测。同时做2个全程序空白。

1.5 分析步骤

原子荧光光度计的调试：原子荧光光度计开机预热，按照仪器使用说明书设定灯电流、负高压、原子化温度、原子化高度、载气流量、屏蔽气流量等工作参数，见表2。

2 结果与讨论

2.1 砷的校准曲线

分别移取0ml、0.5ml、1ml、2ml、3ml、4ml、5ml砷标准使用液于50ml容量瓶中，分别加入5ml盐酸、10ml硫脲和抗坏血酸混合溶液，用实验用水定容至标线，混匀。室温放置30min。砷元素标准系列见表3。

2.2 检出限DL

依据《环境监测、分析方法标准制修订技术导则》中方法验证[8]的要求，对空白溶液连续测定15次，取后11次计算，As测定检出限为0.01ug/L。连续对As浓度为4ug/L的溶液，进行测定，相对标准偏差RSD为1.7%，线性范围为0～10ug/L。

2.3 标准样品分析

对地矿部门土壤样品进行gss-9、gss-13、gss-16平行测定6次，分别进行不同有证土壤标样平均值、相对标准偏差、回收率进行计算。测定结果见表4。

由表可知，土壤样品测定值均在标准范围之内，RSD在0.35%～0.57 %。

2.4 实际样品的测定

对山西省阳泉市某企业附近6个不同实际土壤样品进行测定，加入砷标准溶液测定回收率，测定结果见表5，样品加标回收率在94%～106%，此方法适用于测定实际土壤样品。