氢化物-原子荧光法测定土壤中总砷含量优化方法

普继琼

（玉溪市红塔区农产品质量安全检测站，云南红塔区653100）

砷元素属于类金属，单质的砷几乎没有毒性，但若暴露于空气中，极易被氧化成剧毒的三氧化二砷（砒霜）。随着工业和人类城市化进程的不断发展，由于开采、冶炼、随意丢弃废弃物等，砷对环境土壤和水体造成污染，这些有毒害的元素通过生物链进入人体，在人体内富集累积，对人类身体健康造成严重威胁。文章主要用氢化物-原子荧光法测定土壤中的总砷含量并对其检测方法进行优化，摸索出高效的检测方法，以期在提高准确度和精密度的同时还可以节约试剂，降低检测成本。

1 试验材料

试剂主要选用盐酸+硝酸（9+1）混合试剂；还原剂［0.01%硼氢化钾（KBH4）+0.2%氢氧化钾（KOH）溶液］；载流[盐酸+硝酸（1+19）]；稀释液（5%硝酸溶液）；砷标准溶液（1 000μg·L-1）；国家标准土样（GSS-1、GSS-2、GSS-7），王水（1+1）。

主要仪器有北京吉天AFS-930双道原子荧光光度计和砷空心阴极灯等。

2 测定方法

2.1 样品前处理

与国标对比，具体优化主要体现在样品前处理方面。按GB/T 22105.2-2008标准在5.1试液的制备中规定[1]：称取经风干、研磨并过0.149 mm孔径筛的土壤样品0.2～1.0 g（精确至0.0002 g）于50 mL具塞比色管中，加少许水润湿，加入王水（1+1）10 mL，加塞摇匀于沸水浴中消解2 h，中间摇动几次，取出冷却，用水稀释至刻度，摇匀后放置。吸取一定量的消解试液于50 mL比色管中，加入盐酸3 mL，5%硫脲溶液5 mL，5%抗坏血酸溶液5 mL，用水稀释至刻度，摇匀放置，取上清液待测。同时做空白实验。

改良后的方法：准确称取0.2000 g土样于25 mL的具塞比色管中，加入盐酸+硝酸（9+1）3 mL，震荡摇匀后置于沸水浴中分解2 h（中途摇动2～3次），取下后冷却。摇匀后，用5%硝酸溶液+2%硫脲+2%抗坏血酸，定容至刻度，静置澄清后，上机测定。同时做全程试剂空白。

2.2 标准曲线

利用仪器的自动稀释功能，将砷标准溶液配制到上机的最高浓度100.000μg·L-1，在仪器操作界面上设置标准曲线的浓度梯度为0.001μg·L-1（由于仪器操作系统参数设置不能设置为0.000）、20.000μg·L-1、40.000μg·L-1、60.000μg·L-1、80.000μg·L-1、100.000 μg·L-1的标准系列，能够实现相关系数为0.999以上的一次曲线，而最高点砷含量如果大于100.000μg·L-1，线性会变差。在检测样品中有较低含量出现时，可能由于仪器基线漂移或荧光强度波动影响变大会导致线性变差，建议增加称样量后重新检测。

2.3 仪器参数

按照仪器使用说明书，并结合检测实际，最终确定仪器测量参数如下：负高压270 V；A道灯电流0 mA；B道灯电流40 mA；载气流量400 mL·min-1；屏蔽器流量800 mL·min-1；原子化器高度8 mm；测量方式标准曲线；读数方式为峰面积；读数时间9 s，延迟时间1 s；测量重复次数2次。

2.4 样品测定

将仪器调至最佳工作条件，在还原剂和载流液的带动下，测定标准系列各点的荧光强度（校准曲线是减去标准空白后的荧光强度对浓度绘制的校准曲线），然后测定空白、质控样和样品的荧光强度。

3 标准曲线的配制及测定

通过在实际检测工作中反复试验，不断改良，将标准系列改良为0.001μg·L-1、20.000μg·L-1、40.000 μg·L-1、60.000μg·L-1、80.000μg·L-1、100.000μg·L-1，测定荧光强度见表1。

表1标准系列及荧光强度

此标准曲线的线性方程为Y=-5.38+6.15X，相关系数r2=0.9993，实际测定中样品待测液砷含量范围绝大多数都在0.100～15.000 mg·kg-1，超出的个别可以利用仪器的自动稀释功能，设置仪器自动稀释倍数第1次为2倍，第2次为10倍，测定出的荧光值，仪器会根据稀释倍数自动折算，按照这个标准系列测定能够满足要求。

4 标准土样准确度及精密度测定

在最佳实验室方法及条件下，对GSS-1、GSS-2和GSS-7土壤标准样分别进行了分析测定。从表2可见，标准土样测定值的准确度和精密度满足实验要求。

表2标准土样测定结果

5 讨论

在土壤样品的消解过程中，将国标中王水（1+1）10 mL替换成盐酸+硝酸（9+1）3 mL，重点在于可以有效通过热浸提的手段，将土壤样品中的砷转移到待测液体中。与国标相比这一优化可以大幅减少酸的用量，在降低检测成本的同时，减少了2次吸取定容的步骤，节约了时间，此外，选用25 mL的具塞比色管，可以增加每批次处理样品的数目，提高检测效率。

通过反复试验，笔者认为在前处理过程中，优化减少消解溶液的使用，可以有效降低检测成本，简化操作过程，提高检测效率；将线性范围缩小，有效地实现了相关系数达到0.999以上，避免线性变差；摸索出适合本检测过程的仪器条件，保证了仪器的正常运行和检测结果的准确性。同时，在整个检测过程中，特别要注意排除对实验有影响的污染因素，如：玻璃器皿的洗涤等，以便获得理想的检测结果。