微波消解-原子荧光法测定土壤中的砷

▲HUANJINGYUFAZHAN

105实验研究微波消解-原子荧光法测定土壤中的砷陈金凤（阳泉市环境保护监测站，山西󰀃阳泉󰀃045000）摘要：本文建立了微波消解-氢化物原子荧光测定土壤中的砷的方法。As在0～10ug/L范围内，线性良好。采用盐酸-硝酸作为消解体系，对国家有证土壤样品进行了验证，测定值均在推荐值范围之内，精密度和准确度达到了国家土壤测定要求。测定实际土壤样品，回收率也满意。关键词：砷；原子荧光光谱法；微波消解；土壤中图分类号：X833 文献标识码：A 文章编号：2095-672X(2019)10-0105-02DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.059Determination of arsenic in soil by microwave digestion-atomic fluorescence spectrometryChen Jinfeng(Yangquan Environmental Protection Monitoring Station,Yangquan Shanxi 045000,China)Abstract: A method for the determination of arsenic in soil by microwave digestion-hydride atomic fluorescence spectrometry was established.As in the range of 0 to 10 ug/L,the linearity is good.Using hydrochloric acid-nitric acid as the digestion system,the national certified soil samples were verified,the measured values were all within the recommended range,and the precision and accuracy met the national soil determination requirements.The actual soil samples were determined and the recovery was satisfactory.Key words:Arsenic;Atomic fluorescence spectrometry;Microwave digestion;Soil土壤是生命之基、万物之母。土壤和空气、水一样，是构成生态系统的基本要素，是人类赖以生存的物质基础。随着工农业发展，土壤中重金属污染越来越严重。砷作为五毒元素，可以通过食物链进入人体内，对人们身体健康构成威胁。因此测定土壤中砷的含量，有十分重要的意义。目前测定砷的方法有分光光度法、原子荧光法[1]、ICP法等，但原子荧光法测定砷在国内外都受到青睐。用此方法测定土壤中砷元素，需要对土壤进行前处理，处理的方法有传统消解方法、电热板消解、水浴消解，由于是敞口体系，会有一些挥发性元素，产生酸雾，对分析人员身体产生威胁，并且污染环境。与传统的消解方法相比，微波消解[2-6]具有加快消解速率、减少酸使用量、节能环保等优点。本文利用微波消解方法，采用盐酸-硝酸消解体系消解土壤样品，用原子荧光光度法测定土壤中砷含量。1 实验部分1.1 实验原理样品经消解后，加入硫脲使五价砷还原成三价砷，再加入硼氢化钾使还原生成砷化氢，砷化氢由氩气载入原子化器中，砷化氢分解为原子态砷，在特质空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光，其荧光强度在固定条件下与被测液中的砷浓度成正比。1.2 主要仪器AFS-9750型双道氢化物原子荧光光度计，与其配套的自动进样设备，配有计算机处理系统；砷编码式空心阴极灯(北京科创海光有限公司)；上海屹尧科技TOPEX全能型微波化学工作平台；电子天平：精度为0.0001g；GZX-9140MBE数显鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；纯水仪；高纯氩气。1.3 试剂盐酸，优级纯（北京化工有限公司）；硝酸，优级纯；硫脲，分析纯（上海威晨化学试剂科贸有限公司）；抗坏血酸，分析纯（上海化学试剂厂）；硫脲-抗坏血酸：称取10g硫脲和10g抗坏血酸，溶于100mL蒸馏水中，现用现配；氢氧化钠，优级纯（天津市天力化学试剂有限公司）；硼氢化钾（天津市科密欧化学试剂有限公司）：称取2.5gNaOH放入烧杯中，少量水溶解后，加入10gKBH4，溶于 500mL蒸馏水中，现用现配；土壤标准样品：gss-9；gss-13；gss-16；砷标准贮备液：国家标准物质研究中心，质量浓度为100mg/L。1.4 样品处理土壤采集后，除去碎石、砂砾、动植物残体，风干，过100目尼龙筛，用四分法取样，放于广口瓶中[7]。称取风干、过筛的土壤样品（精确至0.0001g）置于聚四氟乙烯消解罐中，用少量实验用水润湿。在通风橱中加入6mL盐酸、2mL硝酸，混匀，使土壤样品和消解液充分接触。装入消解罐，按表1 微波消解程序对土壤样品进行消解。消解结束后，取出消解罐，待样品冷却至室温后，用蒸馏水将消解液转移至50mL容量瓶，摇匀。取出5mL试样，加入5mL盐酸，10mL硫脲-抗坏血酸混合液，用超纯水稀释至刻度，摇匀，备用。室温放置30min，上机测。同时做2个全程序空白。表1 微波消解条件步骤温度/℃保温时间/min压力/atm1100310212031231503184170323519020281.5 分析步骤原子荧光光度计的调试：原子荧光光度计开机预热，按照仪器使用说明书设定灯电流、负高压、原子化温度、原子化高度、载气流量、屏环境与发展

106 HUANJINGYUFAZHAN▲SHIYANYANJIU蔽气流量等工作参数，见表2。表2 原子荧光光度计工作参数元素名称灯电流负高压原子化温度原子化高度载气流量屏蔽气流量灵敏线波长砷55mA280V200℃8cm400ml.min-11000󰀃ml.min-1193.72 结果与讨论2.1 砷的校准曲线分别移取0mL、0.5mL、1mL、2mL、3mL、4mL、5mL砷标准使用液于50mL容量瓶中，分别加入5mL盐酸、10mL硫脲和抗坏血酸混合溶液，用实验用水定容至标线，混匀。室温放置30min。砷元素标准系列见表3。表3 砷元素标准系列 单位：ug/L元素标准系列砷01246810荧光强度93.648212.465322.500539.855757.535978.5301198.060在最佳仪器条件下测定，As的线性回归方程为 Y=110X+99.3 ，线性回归系数为1.0000。2.2 检出限DL依据《环境监测、分析方法标准制修订技术导则》中方法验证[8]的要求，对空白溶液连续测定15次，取后11次计算，As测定检出限为0.01ug/L。连续对As浓度为4ug/L的溶液，进行测定，相对标准偏差RSD为1.7%，线性范围为0～10ug/L。2.3 标准样品分析对地矿部门土壤样品进行gss-9、gss-13、gss-16平行测定6次，分别进行不同有证土壤标样平均值、相对标准偏差、回收率进行计算。测定结果见表4。表4 土壤标样的测定结果样品标准值（mg/kg）测定值（mg/kg）均值（mg/kg）RSD/%土壤gss-98.4±1.38.79.18.19.09.59.79.00.57土壤gss-1310.6±0.811.110.711.010.811.310.510.90.35土壤gss-1618±218.118.518.018.418.619.318.50.46由表可知，土壤样品测定值均在标准范围之内，RSD在0.35%～0.57 %。2.4 实际样品的测定表5 实际土壤样品的回收率测定结果样品采样地点实际样品（mg/kg）加入量（mg/kg）测定值（mg/kg）回收率(%)1地下水流方向最远距离9.510.020.11062地下水流方向最近距离9.310.018.9963厂界西侧11.110.020.8974厂界南侧12.510.022.4995厂界东侧12.010.022.21026厂界北侧10.010.019.494对山西省阳泉市某企业附近6个不同实际土壤样品进行测定，加入砷标准溶液测定回收率，测定结果见表5，样品加标回收率在94%～106%，此方法适用于测定实际土壤样品。2.5 方法应用对2018年国家能力测试土壤样品进行测定，用此微波消解-原子荧光测定方法，测试结果为17.6，测试结果为满意。2.6 结论微波前处理土壤样品，相比较传统电热板消解、水浴消解方法，加快了消解速率、耗费酸减少、处理效果理想，避免了传统消解方法中人员受酸雾污染，改善了分析人员的工作环境。3 结束语综上所述，用微波消解土壤，用原子荧光测定土壤中砷含量，具有实用性和可操作性，这种方法的准确度、精密度、回收率都能达到很好的效果，其可以用于测定土壤中砷，适宜在环境监测中推广。参考文献[1]秦玉燕,唐玉娟,等.氢化物发生原子荧光法同时测定土壤中砷和汞的含量[J].农业研究与应用,2016(03):43-47.[2]袁晓.微波消解和王水水浴消解—原子荧光光谱法测定土壤砷的研究[J].科研,2016,(18):161-162.[3]许建华等.微波消解-原子荧光法测定土壤中汞、砷、硒.环境监测管理与技术.第19卷第4期.34-35.[4]周黎明,周建梅,李兴阔,et al.土壤总砷测定的微波消解处理方法的可靠性研究[C]//中国青年信息与管理学者大会.2008.[5]甘杰,许晶,余江,et al.微波消解-原子荧光光谱法同时测定土壤中痕量砷和汞[J].四川环境, 2010,29(6):25-27.[6]中华人民共和国环保部.土壤和沉积物汞、砷、硒、铋、锑的测定微波消解/原子荧光法.HJ680-2013[S].北京，中国环境科学出版社,2013.[7]中华人民共和国环保部.土壤环境监测技术规范.HJ/T166-2004.北京[S].中国环境科学出版社,2004.[8]中华人民共和国环保部.环境监测、分析方法标准制定修订技术导则.HJ168-2010[S].北京.中国环境科学出版社,2010.收稿日期：2019-05-08作者简介：陈金凤（1983-），女，汉族，硕士研究生，工程师，研究方向为环境监测。（上接第104页）内源和外加碳源（进水含有）反硝化后，混合液进入到厌氧段所含硝酸盐大大降低，减小对厌氧释磷的抑制，在脱氮的同时强化了生物除磷的效率，使得厌氧释磷与生物脱氮在进入DE氧化沟前达到一个较好的平衡点。此外生物选择池对于抑制丝状菌污泥膨胀也可以起到一定的效果。5 结束语为防止城市污水所带来的日益严重的污染问题，国家对污水处理厂的出水都有了更加严格的规定，在此形势下，脱氮除磷已经成为污水处理厂更加需要重点考虑的问题。但是由于当前的脱氮除磷水平尚存在诸多缺陷，再加上人们在对污水处理中脱氮除磷矛盾处理工作中的认识有待进一步深入，也因此继续对其进行研究将是下一步相关工作者的重要方向。只有通过持续深入的研究才能进一步挖掘出微生物在脱氮除磷方面的更多潜力，并最终使城市污水的处理效果达到更好。参考文献[1]姜均达,吴勇远.城市污水处理厂生物脱氮除磷工艺的选择分析[J].绿色环保建材, 2017(1):155-156.[2]陈甜,王雨飞.关于中小城镇污水处理厂脱氮除磷工艺选择分析[J].科技创新与应用,2017(15):177-177.[3]周国标,周鹏飞,雷睿,等.传统A～2/O城市污水处理中存在的工艺问题及其优化控制策略[J].水处理技术,2017(06):17-23+29.[4]赵庆良,任南琪.水污染控制工程[D]. 化学工业出版社, 2005.收稿日期：2019-06-06作者简介：郭灿任（1985-），男，回族，本科学历，工程师，研究方向为水处理环境工程。