原子荧光光谱法测定土壤中的砷和汞

2019.9.16

理柱去除消解液中的干扰离子，然后进行测定

方案优势

传统的化学测定方法操作比较繁琐、分析时间长，且会使用对人体有害的化学溶剂，原子荧光光谱法测定砷和汞具有很高的灵敏度，但在测定土壤样品时，土壤中共存金属元素会对砷和汞的测定产生较严重的干扰.

方法/原理/步骤

　　实验试剂

　　砷和汞标准储备溶液：100mg·Ｌ^-1，使用时用硝酸(5＋95)溶液稀释至所需质量浓度。

　　砷和汞标准溶液：100μg·Ｌ^-1，介质为硝酸(5＋95)溶液。

　　硫脲溶液：50g·Ｌ^-1。

　　混合再生液：10g·Ｌ^-1硼氢化钾-1g·Ｌ^-1氢氧化钠溶液。

　　载流：盐酸(5＋95)溶液。

　　所用试剂为优级纯，试验用水为去离子水。

　　样品采集和前处理

　　在农田内采集4份土壤样品，捡去石块、树根和草根等杂物置于实验台上风干。风干后用四分法逐步缩分样品，用木锤碾碎，过2mm筛后装于塑料瓶中备用。称取土壤试样0.2000g置于消解罐中，加入硝酸5mL、氢氟酸2mL、过氧化氢1mL，旋紧盖子，放入微波消解炉中，按微波消解程序消解。冷却后，转移至聚四氟乙烯坩埚中，加入高氯酸1mL于电热板上加热蒸至近干，冷却，加入硝酸(5＋95)溶液2mL温热溶解残渣，转移至50mL容量瓶中，加入50g·Ｌ^-1硫脲溶液5mL，用盐酸(5＋95)溶液定容后再经On-GuardH前处理柱过滤后待测。同时做空白试验。

　　结果与讨论

　　1.样品前处理方法的选择

　　试验比较了电热板消解和微波消解对样品进行前处理的情况，结果表明：采用电热板进行消解，需加入硝酸10mL、盐酸5mL、氢氟酸3mL、高氯酸2mL，消解耗时超过4h。微波消解能使氧化剂能力提高，加速样品分解，微波消解是在密闭的高温高压系统进行，测定砷和汞无损失，加入消解的酸用量较少，解决了传统的电热板消解法用酸量过大的问题。由此可见，采用微波法消解样品比传统的电热板法节约了试剂和时间，简化了操作步骤，在消解过程中减少了砷和汞的损失与污染途径，提高了测定结果的准确度。试验选用微波法消解样品。

　　2.样品消解条件的选择

　　试验分别考察了用硝酸-过氧化氢-盐酸、硝酸-氢氟酸-盐酸、硝酸-氢氟酸-过氧化氢等消解体系对土壤样品进行消解的效果，结果表明：采用硝酸-氢氟酸-过氧化氢体系消解样品效果较好。在微波消解程序中，步骤3的温度设计较为重要，温度过低，会使样品消解不完全；温度太高，会使测定元素挥发造成结果明显偏低。当该步骤温度设置低于180℃，土壤标准样品的测定值比标准值低；温度设置为190℃时，样品消解后无残渣，测定值较准确。在土壤消解过程中会产生过量酸，对测定有影响。因此在消解后，必须驱赶尽剩余的酸，赶酸不彻底会对测试产生干扰，严重影响测定结果。

　　3.柱流量对交换容量的影响

　　On-GuardH柱填料树脂的交换容量随着柱流量的增大而降低，如果要获得较大的交换容量，应该维持较小的柱流量；但是柱流量过小，又会使整个交换过程的时间延长，分析效率降低。在满足试验交换容量的前提下，选择尽可能小的柱流量，试验选择柱流量为1mL·ｍin^-1。

　　4.干扰消除

　　在原子荧光光谱法测定过程中，多种金属元素会对测定结果产生干扰。在土壤分析过程中，消解液中的铜、钴、镍、银等过渡金属离子会对砷和汞的测定产生不同程度的干扰。因此，试验选择以H型聚苯乙烯基酸性树脂为填料的On-GuardH柱去除消解液中金属离子。在On-GuardH柱固相萃取消解液中的金属离子过程中，On-GuardH柱对金属离子的吸附力比溶解金属的溶解力更大，当消解液通过吸附剂时，金属离子浓缩在其表面，避免了样品中共存金属元素对砷和汞的测定干扰。试验考察了On-GuardH柱对土壤中常见金属元素干扰的消除效果，结果表明，在试验条件下，On-GuardH柱能完全去除消解液中共存的金属离子，对测定结果无明显干扰。