利用水浴振荡器进行土壤消解, 实现对传统消解方法的优化。对不同类型标准土样及实际土样, 按40r/min的转速消解60min后测定砷含量, 可取得满意的准确度和精密度。

引言

土壤重金属的全量分析是环境监测的重要项目之一[1]。随着国家重金属污染综合防治“十二五”规划的实施, 重金属的测定也越来越受到关注。

砷在“十二五”重金属污染综合防治规划中是五大重点防控污染物之一。农业部颁布的NY/T 1121.11-2006《土壤监测 第11部分:土壤总砷的测定》[2]所规定的方法较之原来的国标方法便捷, 已受到广泛采用[3]。方法将土样加消解液后放置过夜, 然后置于水浴锅中消解, 期间手动摇动一次。但是一方面, 放置过夜往往因分析时间过长, 样品不能当天出结果;另一方面, 水浴消解过程中, 由于土壤沉淀容易形成外部土壤对内部土壤的包裹, 造成消解不完全。GBT 22105.2-2008《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法 第2部分:土壤中总砷的测定》省略了放置过夜的步骤, 增加了摇动次数[4]。但此过程既繁琐, 操作者又易受水浴蒸汽烫伤。

水浴振荡器可在水浴恒温的同时, 实现对样品的自动振荡, 但目前尚未见有文献报道利用水浴振荡器消解土壤。本文拟利用水浴振荡器对土壤中砷测定优化, 既省略放置过夜时间, 又通过自动振荡, 提高消解程度, 缩短消解时间, 从而达到对土壤砷测定传统消解方法的优化。

2 实验部分

2.1 仪器

AFS-3100型原子荧光分光光度计 (北京海光公司) ;HZS-H型水浴振荡器 (北京东联哈尔仪器制造有限公司) 。

2.2 试剂

(1+1) 王水:在烧杯中依次加入3份36%盐酸 (GR) 、4份纯水、1份65%硝酸 (GR) , 混合可得。

5%硫脲-5%抗坏血酸混合液:称取10g硫脲 (AR) , 10g抗坏血酸 (AR) 于烧杯中, 一同加入200mL超纯水溶解。

As标准系列的配制:将标准储备液逐级稀释到所需浓度, 加入适量HCl (GR) 后以超纯水定容, 使标准系列处于5% HCl体系。

2%硼氢化钾:称取10g KHB4 (AR) 溶于500mL 0.5% NaOH溶液中, 现用现配。

5% HCl载流液:吸取50mL盐酸 (GR) 于1L容量瓶中, 以超纯水定容。实验用水为超纯水。

2.3 样品消解方法

传统方法:称取0.2g (精确至0.0001g) 样品置于50mL具塞比色管中, 加入3滴纯水润湿样品, 加入10mL (1+1) 王水, 加塞后小心摇匀, 在室温下放置过夜。然后水浴中加热消解120min, 期间摇动3次。同步做样品空白[2]。

本优化方法转数的确定:按0.2g称取3批样品 (精确至0.0001g) , 每批5个, 置于50mL具塞比色管中, 加入3滴纯水润湿样品, 加入10mL (1+1) 王水, 加塞后小心摇匀, 并以保鲜膜包扎, 同步做空白。按20、40、60r/min的转速分别消解3批样品, 时间各为60min。

本优化方法消解时间的确定:按0.2g称取3批样品 (精确至0.0001g) , 每批5个, 置于50mL具塞比色管中, 加入3滴纯水润湿样品, 加入10mL (1+1) 王水, 加塞后小心摇匀, 并以保鲜膜包扎, 然后置于水浴振荡器中沸水振荡, 按优化转数振荡, 同步做空白。分别于30、60、120min后取出一批样品。

2.4 样品分析方法

消解后的样品冷却后, 加水定容至50mL。再吸取适量上清液于50mL比色管中, 加入10mL硫脲-抗坏血酸溶液、2.5mL浓盐酸溶液, 加水到刻度, 摇匀, 放置20min。以5%盐酸溶液为载体, 以硼氢化钾为还原剂, 用氩气作载气, 将样品吸入氢化物发生器中, 将产生的砷化氢气体导入电热石英炉中进行原子化, 将测得的荧光强度减去试剂空白的荧光强度后, 从校准曲线上求出试液中砷的含量。