浅析氢化物发生原子荧光光谱法测定土壤中砷和汞

浅析氢化物发生原子荧光光谱法测定土壤中砷和汞

作者：钱省等

来源：《农业与技术》2013年第09期

摘 要：本文对氢化物发生原子荧光光谱法测定土壤中砷和汞的方法进行分析，采用微波消解—氢化物发生原子荧光光谱法对土壤样品中的砷和汞进行测定，并对本次试验中的检出限、精密度、回收率等进行分析与结果讨论。在本次实验当中，主要以体积分数35%的王水作为消解溶剂，并在设定的微波消解条件之下，通过试验结果得出，此种方法可以将土壤当中的砷和汞完全提取。通过本次试验表明，采用微波消解—氢化物发生原子荧光光谱法测定土壤中砷和，具有显著的可行性与有效性。

关键词：氢化物；原子荧光光谱法；土壤；砷；汞 中图分类号：X833 文献标识码：A

在土壤当中，由于砷与汞等元素的存在，一定程度上会对环境的质量起着直接的影响作用，而且，这些元素还会通过迁移以及食物链的作用进入到人们的食品当中，从而也会严重影响到食品安全与人们的身体健康。因此，对于土壤当中砷和汞等元素的测定便显得尤为重要。目前，我国测定土壤当中砷和汞元素时，较常用的方法有冷原子吸收法、分光光度法、氢化物发生原子荧光光谱法等。在众多的测定方法当中，又因为氢化物发生原子荧光光谱法具有比较高的灵敏度与选择性而被广泛应用。本文就主要针对氢化物发生原子荧光光谱法测定土壤中的砷和汞进行详细的研究与分析，并将其测定方法与结果报道如下。 1 资料与方法 1.1 一般资料

本次实验采用微波消解—氢化物发生原子荧光光谱法对土壤样品中的砷和汞进行测定，并对本次试验中的检出限、精密度、回收率等进行分析与结果讨论。

此次试验采用的主要仪器为：AFS-8X原子荧光光度计1台、微波消解系统1个；砷和汞空心阴极灯各1个；仪器的工作条件为：原子化器高度为8mm，光电倍增管负高压为300，总灯电流为600mA，辅助灯电流为300mA；屏蔽汽流量为1000mL/min，载气流量为400mL/min。 1.2 方法

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取一定剂量的土壤作为试验样品，并土壤样品进行风干、去杂、粉碎过筛（孔径要求为0.15mm）等操作；本次实验所用水为：去离子水，HCL（优级纯），NaBH4（分析纯），HNO3，硫脲；As、Hg标准贮备液，体积分数35%王水，50g/L硫脲溶液，体积分数5%HCL；20g/L NaBH4溶液。

取土壤样品0.25g于微波消解罐内，并加入体积分数35%王水5mL，再按照消解步骤在微波炉中进行消解；并待其稍冷却至室温后，置于25mL容量瓶内，再加入50g/L硫脲溶液2.5mL，用水定容，静置，取其上清液进行测定。

在本次实验当中，对其土壤样品进行测定时，在氢化物发生器中HCL与NaBH4发生化学反应并产生出新生态氢，新生态氢将汞离子与经微波消解后由高价砷转化成的3价砷，又进行转化，成为汞原子和砷化氢；并将汞原子与砷气氢由氩气载入原子化器，通过氩氢火焰将其进行原子化。而在汞原子与砷气氢在原子化的过程当中，其土壤当中砷（As）与汞（Hg）所发出的荧光将被检测器捕捉，因此实现对砷与汞的测定。 2 结果

2.1 微波消解条件、溶剂及剂量的选择

通过本次试验发现，土壤样品的消解效果与消解条件、消解溶剂以及剂量，均有着比较显著的影响关系。在本次试验当中，为保证其安全性，微波消解系统主要是采用两步升温程序，并将其最高温度设定为195℃；在土壤样品的微波消解测定当中，较为常用的消解溶剂主要包括有HCL、HNO3、王水等 ，而基于土壤当中有机物质的含量比较低等因素，所以在试验大多数人均优先考虑以王水作为其消解溶剂，而本次试验选择最佳的35%王水作为最终的消解溶剂。

2.2 反应介质及NaBH4的选择

通过本次的试验发现，当采用氢化物发生原子荧光光谱法对土壤当中砷与汞进行测定时，其反应介质对于酸度有一定程度的要求。因此，在综合多方面实践研究资料之后，本次实验最终决定采用5%的HCL作为其反应介质。

且本次试验的结果显示，当NaBH4溶剂浓度在10～25g/L之间时，砷的信号比较稳定，且荧光强度比较高；而当NaBH4溶剂浓度在1～25g/L之的时候，汞的信号比较稳定，且荧光强度也比较高。因此本试验最终选择NaBH4溶剂浓度为20g/L作为其反应溶剂。 2.3 精密度与准确度分析

通过对4种土壤标准物质进行测定发现，其砷与汞的测定值均在推荐值的范围之内，而汞的相对标准值偏差在4.2%～7.3%之间，砷的相对标准值偏差在0.9%～2.2%之间。

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2.4 检出限的测定结果

在本次实验当中，连续测定11次空白样品，并根据标准的工作曲线对其检出限进行测定，根据3倍空白荧光值标准偏差除以标准曲线斜率，得出仪器的检出限为：Hg（汞）为0.028ng，As（砷）为 0.24ng。并按照称取的0.250g土壤样品稀释100倍来进行计算，因此得出本次试验研究中Hg（汞）的检出限为0.028mg/kg，As（砷）的检出限为0.24mg/kg。 2.5 土壤样品加标回收实验分析

以《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法》中第2部分，土壤中总砷的测定GB/T22105.2-2008标准方法作为本次研究的参照标准。在本次实验当中，主要将4种土壤[包括有：ESS-1（黑钙土）、ESS-2（棕壤）、ESS-3（红壤）、ESS-4（褐土）]的样品进行测定，并按照样品溶液的制备方法，将0.32μg/L 浓度的Hg（汞）与24μg/L浓度 As（砷）加入到标准溶液当中，对其进行加标回收实验。通过实验结果得知，Hg（汞）的回收率为98%～104%，As（砷）的回收率为95%～101%，具体如表1所示。 3 讨论

综上所述，在本次实验当中，采用的是微波消解—氢化物发生原子荧光光谱法来对土壤样品当中砷与汞进行测定。并对土壤样品当中的检出限、精密度、回收率等进行详细分析。在本次实验当中，主要采用的是体积分数35%的王水作为消解溶剂，并在设定的微波消解条件之下，通过试验结果得出，此种方法可以将土壤当中的砷和汞完全提取。通过本次试验表明，采用微波消解—氢化物发生原子荧光光谱法对土壤中的砷和汞进行测定，有较高的可行性与有效性，因此也值得推广使用。 参考文献

[1] 汪文波，侯江颖.土壤样中砷、锑、铋和汞的快速测定[J].中国高新技术企业，2010，16（16）：45.

[2] 代立勤.氢化物发生—原子荧光光谱法测定食品中微量元素的分析研究[D].农产品加工及贮藏工程，2010.

作者简介：钱省（1975-），男，江苏东海人，东海县农检中心副主任，职称是农艺师。研究方向：农业技术推广与农产品检测。

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