【土壤监测集】土壤中总砷、总汞含量的测定

美体 2023-07-12 08:02 江苏

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1. 方法来源：GB/T 22105.1-2008；GB/T 22105.2-2008

2.仪器与试剂

仪器：PF7系原子荧光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司研制)；

仪器条件：

负高压270V（砷）/300V（汞）；

灯电流50mA（砷）/40mA（汞）；

原子化器高度8mm；加热温度200℃；

载气流量300mL/min；屏蔽气流量600mL/min；

读数方式为峰面积；读数时间15s。

试剂：

盐酸：ρ（HCl）=1.19g/mL，优级纯。

硝酸：ρ（HNO3）=1.42g/mL，优级纯。

载流液：5%(V/V)盐酸(优级纯)溶液；

还原剂：硼氢化钾(优级纯)1.5%(W/V)在0.5%氢氧化钠(优级纯)中；

王水溶液（1+1）：分别量取300mL盐酸和100硝酸，加入400mL水中，混匀；

硫脲–抗坏血酸混合溶液：称取硫脲、抗坏血酸各 5 g 于100 m L 水中，溶解并混合均匀，用时现配；

2.实验步骤

1.样品的消解

分别称取 0.2000 g±0.01g的土壤标样（GSS-8、GSS-18、GSS-23、GSS-26）各5份、土壤实样6份以及土壤实样+标样（GSS-8、GSS-18、GSS-26）各3份，分别置于50mL比色管中，加少量水润湿样品，加入10mL(1+1)王水，摇匀后，于沸水浴中消解2 h，30min摇动1次，冷却后用水定容至刻度，摇匀。

砷测试液：吸取5mL消解试液于10 mL色管中，加2mL10%的盐酸、1mL硫脲-抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀待测。

汞测试液：直接吸取5mL消解试液于比色管中，待测。

2.校准曲线的绘制

采用5.0%的盐酸溶液作为载流，硼氢化钾溶液(1.5%硼氢化钾+0.5%氢氧化钠)作为还原剂，砷标准系列浓度为：0.00μg/L，4.00μg/L，8.00μg/L，12.0μg/L，16.0μg/L，20.0μg/L；汞标准系列浓度为：0.0μg/L，0.2μg/L，0.4μg/L，0.6μg/L，0.8μg/L和1.0μg/L，上机测试后，分别得到汞和砷的标准曲线方程。

3.空白样品的测定

取5mL硫脲–抗坏血酸混合溶液，用10%盐酸溶液定容至50mL比色管中，以测定校准曲线时相同的测试条件，对砷空白样品进行11次连续测定。用去离子水代替样品，加1mL的王水溶液（1+1），定容至10mL比色管中，以测定校准曲线时相同的测试条件，对汞空白样品进行11次连续测定。

4.标准样品和实样的测定以及加标实验

在测定校准曲线相同的仪器条件下，分别对5份消解好的不同浓度的土壤标准物质各进行测定，对6份消解好的土壤实样进行测定，并对3种加入标准物质并消解好的土壤进行测定。

2.结果与讨论

1.校准曲线的测试结果与讨论

砷、汞标准溶液分别在测试条件下，利用仪器自动稀释功能，测定六个浓度的对应的荧光强度值IF，以IF为纵坐标，以浓度为横坐标，绘制砷、汞校准曲线方程。

得到砷的标准曲线方程及相关系数：

IF=317.1693×C+10.0986，r=0.9999；

汞的标准曲线方程及相关系数：

IF=3562.9512×C-61.2110，r=0.9995。

由测试结果可知，砷、汞的校准曲线均具有较高的线性相关性，符合标准方法中的线性要求，可以应用于下一步空白样品和土壤样品的测试工作。

2.空白样品的测试结果与讨论

由表1可知，连续分析11个空白样品，计算砷测定值的标准偏差S为0.008075μg/L，汞测定值的标准偏差S为0.003720μg/L。根据《环境监测分析方法标准制订技术导则》（HJ168-2010）对检出限的规定，检出限 MDL= t（n-1,0.99）×S，当n=11时，t值取2.764，计算得砷的检出限为 0.02μg/L，砷的检出限为 0.01μg/L汞。对于 0.2000g土壤样品，定容体积50mL计，则该方法砷的检出限为0.006 mg/kg，该方法汞的方法检出限为0.003 mg/kg。

3.标准样品的测试结果与讨论

在空白样品相同的测试条件下，对同时消解的4种（每种称量5份）不同的土壤标准物质分别进行砷和汞的测定。由表2可知，不同浓度的标准土壤样品中的砷和汞的测定均值均在标准参考值范围内，表明结果是准确可靠的，符合质量控制要求。同时，砷和汞的相对标准偏差范围分别为1.2%~1.7%和4.2%~4.9%，进一步表明，砷、汞同时消解并测定的方法同样具有良好的重现性和精密度。

4.实样加标的测试结果与讨论

在测试条件下，对6份土壤实样进行消解和测试，6次测试结果砷的质量浓度均值为5.9mg/kg，汞的质量浓度为0.032mg/kg，以此作为土壤实样砷、汞质量浓度的本底值。再对3份分别加入0.2000g土壤标准物质（GSS-8、GSS-18、GSS-26）的土壤实样进行消解和测试，以加标样品中砷、汞的质量（ng）来计算加标回收率。

计算公式：加标回收率=（测量值-本底值）/ 加标值；

式中：

测量值（ng）=加标样品测量浓度值（mg/kg）×加标样质量（g），

本底值（ng）=土壤本底浓度（mg/kg）×土壤实样质量（g），

加标值（ng）=标样浓度（mg/kg）×标样质量（g）。

由表3中计算结果可知，土壤样品测试中，砷的加标回收率在81%~90%，汞的加标回收率在104%-114%，加标回收率符合分析测试要求。由此，进一步证明了砷、汞同时消解，再进行原子荧光测试的结果具有可靠的稳定性。

结论

采用王水为消解液体系对土壤进行湿法消解，并通过氢化物发生-原子荧光光谱法测定土壤中总砷和总汞的含量。该方法具有良好的线性、较低的检出限、良好的准确度、精密度和稳定性，砷、汞同时消解使得分析测试过程更加简便、使用试剂明显减少、产生的污染降低，可广泛应用于土壤环境样品的砷和汞的检测。

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