原子荧光测定土壤样品中砷的若干问题探讨

张莲莲

摘要：当前，环境保护和合理利用自然资源的问题越来越引起人们的关注，在社会生产过程中，特别是对于自然界普遍存在的土壤资源而言，节约土地资源和保护土壤资源是一个重要问题。大多数土壤被砷、汞、硒、锑和铋等重金属元素严重污染。这种土壤污染来自许多方面，重金属污染不利于农业生产和人类生活。测量土壤中砷、汞等种金属的含量尤为重要。本文的目的是使用原子荧光法测量土壤中的砷，并针对测定过程中的原料、样品等的处理结合这一过程中可能出现的一系列问题进行系统科学的分析，以加深人们对土壤中的砷测定的了解。

关键词：原子荧光;土壤测定;砷

引言

有许多常用的分析和测量土壤砷的方法，例如分光光度法和原子荧光光谱法。其中，原子荧光光谱法非常灵敏，并且荧光光谱法简单，实用且受欢迎。但是，由于砷的特殊化学性质以及土壤基质的复杂性，测量土壤中的砷有许多影响因素。为了准确有效的分析大量的土壤样品，必须找到简单的步骤和有效的方法。在阅读大量文献资料以后，土壤样品中的砷使用水浴方法消解是比较便捷的，再通过原子荧光光谱法测定。这种方法操作相对简便，适用于大型土壤样品中砷的测定。

1.标准曲线的绘制

分别移取0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、6.00、8.00mL砷标准使用液1.00mg/L于100mL容量瓶中，再分别加入（1+1）盐酸溶液10mL，硫脲-抗坏血酸溶液20mL，纯水定容至刻度，摇勻，配制成含砷量分别为0.00、10.00、20.00、30.00、40.00、60.00、80.00µg/L的砷标准系列溶液，在室温下反应40min，上机待测。

2.样品处理

砷土壤样品需低温干燥，并过100目筛，装入塑封袋放入干燥器中备用。准确称量0.3g干燥土壤样品，放入50ml带塞的比色管中，先加少量水将土壤样品润湿，再加（1+1）的王水10mL，摇匀。在沸水浴中开盖加热2小时，并每隔半小时摇匀一次，充分消解，冷却后定容至50mL，放置过夜。第二天取5ml上清液，加入（1+1）盐酸溶液1mL，硫脲-抗坏血酸溶液2mL，于10mL比色管中，纯水定容至刻度，摇匀，反应40min，上机测定，同时做空白试验。

3、结果与讨论

3.1水质对荧光强度的影响

原子荧光测量土壤砷时需要用到大量的纯水，尤其是玻璃器皿的清洗的用水量巨大。然而实验室使用的超纯水大多由纯水机制成。考虑到大规模测试时，纯水机的制水能力有限，因此使用自来水冲洗玻璃器皿再用超纯水冲洗玻璃器皿和仅用自来水冲洗玻璃器皿进行比较分析，检查自来水对玻璃器皿的残留影响。实验方法如下，将实验中所用到的玻璃器皿分两组先浸泡在（1+3）硝酸溶液中过夜，一组用自来水冲洗再用超纯水清洗，另一组只用自来水清洗，两组连续测量10天，每天测10组标准空白，算出平均值，对比超纯水和自来水对玻璃器皿的残留影响。

测试结果表明自来水和超纯水测出的标准空白荧光值较接近，水质对标准空白的荧光强度影响不是特别大，可以用自来水代替超纯水清洗玻璃器皿。

3.2酸度对荧光强度的影响

如果样品介质的酸度变化过于明显且趋势不明显的话，与氢氧化钠的反应产生的氢气量变化差异较大的话，这对火焰的正常运行影响较大，并且测量结果不稳定。从测试的土壤样品中可以看出，溶液中细金属的沉淀会引起严重的干扰，这种沉淀会慢慢积聚并在反应器中缓慢沉淀为黑色颗粒物。减低酸度对降低这种黑色沉淀的产生，使其溶解度变大具有较强的作用。但是，如果酸度太低，这种作用并不会减弱，而是起到了反作用。因此进行了酸度和氢化钾浓度的交叉测试，以研究砷测量的最佳反应条件，减少试剂消耗并减少环境污染。

由此可见，在酸度为10%-15%，硼氢化钾为2%-5%时，标准空白荧光值较稳定。

3.3记忆效应对荧光强度的影响

对于土壤样品，通常都是批量测量，测量样品量较大。当使用原子荧光光谱仪连续测量一批样品时，不可避免地会发生记忆效应。此时每测量10个样品时，都会插入校准点或有证标准样品来检测仪器的稳定性。若仪器产生偏差，此时监视的数据段就需要重新测量。为了了解记忆效应的条件及其影响的程度，为了避免重复测量样本，现将砷一级标准物质200450（14.6±1.5）µg/L置于7种标准溶液中后测定，测定结果见图3

由此可见，砷标准物质插入砷标准溶液后的测定值都在标准范围内，误差也较小，且砷标准物质的浓度非常稳定。由此在每批中砷检测样品的数量可以适当增加，以提高检测速度。

3.4硫脲+抗坏血酸溶液对荧光值的影响

将0.5、1.0、1.5、2.0%硫脲+抗坏血酸溶液添加到10ml反应体系中，而不改变酸度和其他条件。判断各种浓度的预还原剂对标准空白荧光值的影响。

由此可见，当硫脲+抗坏血酸溶液为1.5-2.0%时，荧光值较稳定。

4.结束语

综上所述，当应用原子荧光光谱法测量土样中砷时，为了确保测试结果真实可靠，并适当提高工作效率，我们需要注意水质、反应溶液浓度、仪器设置参数、仪器记忆效应等，然后寻求最佳反应条件并采取干预措施。

参考文献

[1]土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法第2部分：土壤总砷的测定GB/T22105.2-2008[S]

[2]武春林，王瑞延，丁坤，等.中国土壤质量地球化学调查与评价的研究现状和进展[J].西北地质，2018，51（3）：240-252.

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