石墨消解-原子荧光法测定土壤中汞、砷

杜健鹏 李芳芳

摘要：本文采用石墨消解仪进行快速消解后应用原子荧光光度计测定土壤中的汞、砷元素含量。结果表明：测量所得的汞、砷的含量精密度及准确度满足测定要求，为土壤汞、砷的测定提供了一种快速可靠的消解方法。

关键词：土壤;石墨快速消解;汞;砷;原子荧光法

Abstract：The content of mercury and arsenic in soil was determined by atomic fluorescence spectrometry after rapid digestion by graphite digestion instrument.The results show that the precision and accuracy of the measured mercury and arsenic content meet the requirements of determination，which provides a rapid and reliable digestion method for the determination of soil mercury and arsenic.

Key words：Soil;Rapid graphite digestion;Mercury;Arsenic;Atomic fluorescence method

土壤中的汞和砷以多种形态存在，既有挥发性的，也有溶解性的，可以通过地表水、地下水、大气、农产品、土壤直接接触等不同途径对人体健康造成危害。汞和砷也是最为常见的土壤重金属污染物。因此在土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准中汞、砷被列入到必测的45项基本项目中。

目前常用的土壤汞、砷检测标准有GB/T 22105.1-2008、GB/T 22105.2-2008、HJ 680-2013等标准，国标方法中用具塞比色管进行消解，玻璃器皿容易发生汞吸附，且消解过程中时常由于压力过大容易发生泄漏，导致检测结果误差。环境标准中采用微波消解进行消解，但是需要转移样品定容，过滤等步骤较为繁琐，导致整个消解过程时间相对较长。本实验采用石墨消解仪进行快速消解，将国标方法和行标方法进行优化，提高消解效率，满足实验室大批量样品的分析，且其测定结果令人满意。

1 实验部分

1.1 实验设备和试剂

仪器设备：原子荧光光度计BAF-2000（北京宝德）;石墨消解仪SPB 50-72（美国PE公司）;万分之一天平Practum224-1CN（德国赛多利斯）。

试剂：盐酸（优级纯，广州试剂厂）;硝酸（优级纯，广州试剂厂）;抗坏血酸（优级纯，科密欧）;硫脲（优级纯，阿拉丁）;硼氢化钾（优级纯，科密欧）;氢氧化钠（优级纯，科密欧）。

1.2 溶液配制

用1%的HCL溶液将1000mg/L砷标准溶液配制成浓度为10mg/L的标准储备液，该储备液可以保存1年。用1%的汞标准固定液将100mg/L的汞标准溶液配制成浓度1mg/L的标准中间使用液，该溶液在4℃下可保存100d。逐级再配制成0.1mg/L的汞标准使用液。

取10mg/L的砷标准储备液0.3mL置于50mL容量瓶中，加入5mL盐酸、5mL硫脲溶液、5mL抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，配制出浓度为60μg/L的曲线最高点，仪器自动稀释设定标准曲线浓度分别为0.00，10.0，20.0，30.0，40.0，60.0μg/L。

取0.1mg/L的汞标准使用液0.5mL置于50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，配制出浓度为1μg/L的曲线最高点，仪器自动稀释设定标准曲线浓度分别为0.00，0.10，0.20，0.40，0.80，1.00μg/L。

汞的还原剂为1%的硼氢化钾和0.5%的氢氧化钠溶液，砷的还原剂为2%的硼氢化钾和0.5%的氢氧化钠溶液，载流为5%的盐酸溶液。

1.3 样品前处理

按HJ/T 166-2004《土壤环境监测技术规范》要求自然风干、研磨、过10目筛后，取约100g样品继续细磨至过100目筛后备用，准确称取0.20g左右土壤样品置于50mL塑料离心管中，加入10mL王水，旋紧盖子，后回旋半圈，于石墨消解仪上加热，调节温度125℃加热120min，中间摇动几次，加热结束后取下冷却，用水定容至50mL混匀，待澄清后取上清液进行测定。

1.4 样品试液的制备

将处理得到的样品试液摇匀放置后，取5mL上清液于10mL的离心管中，加入0.5mL盐酸，混匀室温静置30min后用水定容至10mL，此为汞待测溶液。取2mL上清液于10mL的离心管中，加入1mL盐酸和2mL硫脲和抗坏血酸混合溶液，混匀室温放置30min后用水定容至10mL，此为砷待测溶液。

1.5 仪器工作参数

根据仪器的灵敏度和曲线浓度最高点的荧光响应值，确定仪器的最优测试参数。具体工作参数见表1。

2 实验结果

2.1 标准曲线及相关系数

在上述仪器的工作条件下，将汞、砷的标准曲线最高点分别按既定的程序进行标准曲线的测定，根据荧光响应值绘制出标准曲线。标准曲线见表2。

2.2 方法检出限

等量称取7份已加入一定量汞砷标液的空白样品，按照样品处理方法和上述仪器工作条件下分别进行处理及分析测定，分别计算结果得出标准偏差，按照公式MDL=t（n-1，0.99）*S计算出方法检出限，见表3。

2.3 方法精密度和准确度

两元素分别准确称取了3种含量适宜的土壤成分標准物质，按全程序分别平行测定6次，计算样品的平均值、标准偏差、相对标准偏差，并做出符合性判定，见表4。

从实验结果看出，本方法测定的土壤中汞、砷的测定结果准确可靠，精密度较好。

3 结论

本文采用石墨消解仪加热消解汞、砷，优化了国标与行标的消解程序，大大降低了消解过程中的不确定性，减少了样品前处理所需的时间，并通过运用原子荧光光度计对元素汞和砷进行测定，实验结果证明汞、砷元素的精密度和准确度较好，满足测定要求。因此石墨消解仪快速消解土壤中汞、砷元素的含量方法可行、简便、耗时短，分析样品效率高。为测定土壤中汞、砷元素的含量提供一种适合大批量土壤样品的汞、砷分析的可靠的方法。

参考文献

[1]中华人民共和国环境保护部.HJ/T166-2004 土壤环境监测技术规范[S].

[2]中华人民共和国环境保护部.HJ168-2010 环境监测分析方法标准制修订技术导则[S].

[3]钟陶陶.自动石墨消解-原子荧光法同时测定土壤中砷、汞、硒[J].化学工程师，2019（7）：29-31.

[4]郑秀琴，詹晓珠，洪曾纯.王水体系消解-原子荧光法同时测定土壤中砷和汞的研究[J].监测分析，2006（11）：70-72.

收稿日期：2020-06-12

作者简介：杜健鹏（1987-），男，汉族，本科学历，环境监测中级工程师，研究方向为土壤重金属元素分析。