氢化物发生原子荧光法同时测定土壤中砷和汞的含量

氢化物发生原子荧光法同时测定土壤中砷和汞的含量
秦玉燕;唐玉娟;唐莹莹;严霖;孟祥至;欧克纬
【摘要】以(1+1)王水为溶剂浸提土壤样品,1.5 ％KBH4为还原剂,5％HC1为载流,建立了氢化物发生原子荧光法同时测定土壤中As和Hg含量的方法.该方法As、Hg的检出限分别为0.0114 μg/L、0.0294 μg/L,RSD分别为1.11％、2.23％.As 的加标回收率为90.9％和96.9％,Hg的为91.0％和111.4％.方法稳定性好、精密度高、操作简便、成本低,适用于大量土壤样品的As、Hg同测.
【期刊名称】《农业研究与应用》
【年(卷),期】2016(000)003
【总页数】5页(P43-47)
【关键词】砷;汞;原子荧光法;同时测定
【作者】秦玉燕;唐玉娟;唐莹莹;严霖;孟祥至;欧克纬
【作者单位】广西壮族自治区亚热带作物研究所,南宁530001;农业部亚热带果品蔬菜质量监督检验测试中心;广西壮族自治区亚热带作物研究所,南宁530001;广西壮族自治区亚热带作物研究所,南宁530001;广西壮族自治区亚热带作物研究所,南宁530001;山东杨帆环保工程有限公司;广西壮族自治区亚热带作物研究所,南宁530001
【正文语种】中文
近年来，随着我国现代化程度的发展，大量工业废弃物的排放和农业上农药、杀虫剂等的使用，使得土壤重金属污染的问题日益突出。

全球很多地方已发现土壤中
As的污染量超过1000 mg/kg[1]。

据调查，全国Hg污染多达20多个地区，面
积超过3万hm2，最严重的地区如贵州省清镇地区，铜仁汞矿区以及第二松花江
流域，所产稻米中Hg含量高达0.382 mg/kg，大大超过食品限量标准（0.02
mg/kg）[2]。

土壤中的重金属随着食物链进入人体，给人体健康带来重大危害。

有研究表明As进入人体后不仅可以引起人体肝、肾功能损害，破坏神经、血液及免疫系统，甚至会引发癌症[3]；Hg会在人体内积累，长时间暴露在高汞环境中甚至会导致脑损伤和死亡。

目前检测AS、Hg的方法很多，最常用也是最简便的就是氢化物发生原子荧光法。

在酸性条件下，用还原剂将样品中的As还原为砷化氢或将Hg还原为原子态的汞，然后进入原子化器检测[4]，将待测组分从基质中分离出来再进行检测的这种方式，大大减少了基质的干扰，具有灵敏度高，选择性好的特点。

目前，检测土壤中As、Hg含量是大多数检测中心最常做的工作之一。

当土壤样品较多时，测定As、Hg
含量的工作量较大，费时，因此需要建立一种同时测定As、Hg的检测方法，在
保证一定灵敏度和准确性的前提下，减少工作量，提高工作效率。

1.1 主要仪器
AFS-933原子荧光光度计（北京吉天仪器有限公司，配AFS-90自动进样器），DigiBlock电热消解仪（北京莱伯泰科仪器有限公司）。

实验过程所用玻璃器皿均在（1+3）HNO3中浸泡24 h，去离子水洗净，晾干。

1.2 主要试剂
砷标准储备液（GBW08611，1000 μg/mL）：中国计量科学研究院生产。

砷标准中间溶液（ρ=1 mg/L）：砷标准储备液用10%盐酸溶液逐级稀释至此浓度，置于冰箱冷藏。

汞标准储备液（GBW08617，1000μg/mL）：中国计量科学研究院生产。

汞标准中间溶液（ρ=0.1 mg/L）：汞标准储备液用0.5 g/L的重铬酸钾溶液逐级
稀释至此浓度，置于冰箱冷藏。

混合标准溶液（砷ρ=20 μg/L，汞ρ=2 μg/L）：取1 mL砷标准中间液和1 mL 汞标准中间液于50 mL容量瓶，加5 mL（1+1）HCl，5 mL 5 %硫脲-抗坏血酸溶液，定容至刻度。

还原剂（15 g/L KBH4溶液）：称取0.5 g NaOH放入烧杯，少量水溶解后加入1.5 g KBH4，稀释至100 mL，现用现配。

载流（5%HCl）：取50 mL浓盐酸，水稀释至1000 mL。

硫脲-抗坏血酸溶液（50 g/L）：称取5 g硫脲和5 g抗坏血酸，加100 mL水溶解。

盐酸、硝酸均为优级纯，实验用水为去离子水，其他试剂均为分析纯及以上。

1.3 样品处理
准确称取0.2500 g土壤样品，加入10 mL新配置的（1+1）王水，摇匀，置于DigBlock消解仪上110℃消解2 h，期间每隔30 min摇动1次。

冷却，定容至50 mL，摇匀后静置。

取5 mL消解液，加入2 mL（1+1）HCl，2.5 mL硫脲-抗坏血酸溶液，定容至25 mL，此步骤与混合标准溶液同时进行处理，放置3 h后上机。

2.1 仪器工作条件的选择
仪器的负高压、灯电流、载气流量等都会影响到仪器的荧光值和准确度。

在一定范围内负高压与荧光信号成正比，但负高压增大同时暗电流等噪声也相应增大；灯电流越高，相应荧光值也越大，但灯电流过大会发生自吸现象，噪音也会增大，同时灯的寿命缩短；载气流量小，氩氢火焰不稳定，重现性差，载气流量过高会稀释原子蒸汽的浓度，降低荧光信号。

因此，选择优化的上机条件见表1。

2.2 还原剂浓度和载流的选择
在一定条件下，分别用1%、1.5%、2%的 KBH4对标准曲线进行测试，实验结果
表明As的荧光值随着还原剂浓度的增大而增大，而Hg的荧光值则随着还原剂浓度的增大而降低。

当KBH4的浓度为1.5%时，As和Hg的荧光值都较为理想。

比较了5%HNO3和5%HCl对实验结果的影响，发现5%HCl对仪器的稳定性较好。

因此实验选择还原剂的浓度为1.5%KBH4，载流为5%HCl。

2.3 检出限DL
对空白溶液连续测定15次，取后11次计算标准偏差，然后建立标准曲线，根据
公式DL=3×S/K计算出检出限：As为0.0114 μg/L，汞为0.0294 μg/L。

对标准曲线最高浓度进行连续11次测定，计算相对标准偏差RSD：As为1.11%，Hg
为2.23%。

As、Hg标准曲线见表2。

2.4 方法准确度
2.4.1 标准物质实验
选取国家标准物质土壤 ESS-3和土壤GBW07457按本实验方法进行测定，每个
样品设3个平行，测定结果见表3。

从表3的数据来看，2种标准物质土壤的As、Hg测定值都在推荐值范围之内，RSD在0.4%~4.2%，结果符合实验准确度的要求。

2.4.2 回收率实验
分别以2种标准物质土壤 ESS-3和土壤GBW07457作为样品，加入一定量的As 和Hg标准溶液，按本方法进行处理，实验结果见表4。

从表4数据可以看出As
的加标回收率为90.9%和96.9%，Hg的为91.0%和111.4%，结果符合要求，说明本实验方法准确可靠。

2.5 方法精密度
选定3个土壤样品，用本实验方法重复测量6次，计算RSD值，结果见表5。

从
表5数据可见，As的RSD在0.9%~1.2%，Hg的RSD在3.6% ~4.8%，均符合要求，说明本实验方法具有一定的精密度。

用（1+1）王水消解土壤样品，1.5%KBH4为还原剂，5%HCl为载流，氢化物原子荧光法同时测定土壤中的As和Hg含量，该方法检出限低，准确度和精密度高，可用于大量土壤样品的检测，减少了土壤重金属检测的工作量，节约了检测成本。

但由于Hg单测时一般用冷原子荧光法，KBH4的浓度很低，一般为0.05%；而As、Hg同测时测汞用的是热汞法，KBH4的浓度较高，达1.5%，因而As、Hg
同测在一定程度上降低了Hg的灵敏度，为了保证As检测的准确度，这一点不可避免，但一般土壤样品中Hg都有一定的背景值，因而本方法是适用的。

【相关文献】
［1］陈品燕，周斌，倪喜云，等.硝酸体系消解-HG-AFS同时测定土壤中砷汞的研究［J］.安徽农
业科学，2015，43(20):10-11.
［2］沈其荣.土壤肥料科学通论［M］.北京：高等教育出版社，2001:107-108.
［3］鲍士旦.土壤农化分析［M］.北京：中国农业出版社，2000:383-386.
［4］孟立红，任凤山，刘宾，等.双道原子荧光光谱同时测定土壤中砷、汞的方法研究［J］.土壤，2007，39(5):832-836.。