方案優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的 化學(xué)測(cè)定方法操作比較繁瑣、分析時(shí)間長(zhǎng)，且會(huì)使用 對(duì)人體有害的化學(xué)溶劑，原子熒光光譜法測(cè)定砷和汞 具有很高的靈敏度，但在測(cè)定土壤樣品時(shí)，土壤中共 存金屬元素會(huì)對(duì)砷和汞的測(cè)定產(chǎn)生較嚴(yán)重的干擾.

采用標(biāo)準(zhǔn)

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

方法/原理/步驟

　　實(shí)驗(yàn)試劑

　　砷和汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：100mg·Ｌ^-1，使用時(shí)用硝酸(5＋95)溶液稀釋至所需質(zhì)量濃度。

　　砷和汞標(biāo)準(zhǔn)溶液：100μg·Ｌ^-1，介質(zhì)為硝酸(5＋95)溶液。

　　硫脲溶液：50g·Ｌ^-1。

　　混合再生液：10g·Ｌ^-1硼氫化鉀-1g·Ｌ^-1氫氧化鈉溶液。

　　載流：鹽酸(5＋95)溶液。

　　所用試劑為優(yōu)級(jí)純，試驗(yàn)用水為去離子水。

　　樣品采集和前處理

　　在農(nóng)田內(nèi)采集4份土壤樣品，撿去石塊、樹(shù)根和草根等雜物置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上風(fēng)干。風(fēng)干后用四分法逐步縮分樣品，用木錘碾碎，過(guò)2mm篩后裝于塑料瓶中備用。稱取土壤試樣0.2000g置于消解罐中，加入硝酸5mL、氫氟酸2mL、過(guò)氧化氫1mL，旋緊蓋子，放入微波消解爐中，按微波消解程序消解。冷卻后，轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯坩堝中，加入高氯酸1mL于電熱板上加熱蒸至近干，冷卻，加入硝酸(5＋95)溶液2mL溫?zé)崛芙鈿堅(jiān)D(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，加入50g·Ｌ^-1硫脲溶液5mL，用鹽酸(5＋95)溶液定容后再經(jīng)On-GuardH前處理柱過(guò)濾后待測(cè)。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

　　結(jié)果與討論

　　1.樣品前處理方法的選擇

　　試驗(yàn)比較了電熱板消解和微波消解對(duì)樣品進(jìn)行前處理的情況，結(jié)果表明：采用電熱板進(jìn)行消解，需加入硝酸10mL、鹽酸5mL、氫氟酸3mL、高氯酸2mL，消解耗時(shí)超過(guò)4h。微波消解能使氧化劑能力提高，加速樣品分解，微波消解是在密閉的高溫高壓系統(tǒng)進(jìn)行，測(cè)定砷和汞無(wú)損失，加入消解的酸用量較少，解決了傳統(tǒng)的電熱板消解法用酸量過(guò)大的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，采用微波法消解樣品比傳統(tǒng)的電熱板法節(jié)約了試劑和時(shí)間，簡(jiǎn)化了操作步驟，在消解過(guò)程中減少了砷和汞的損失與污染途徑，提高了測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。試驗(yàn)選用微波法消解樣品。

　　2.樣品消解條件的選擇

　　試驗(yàn)分別考察了用硝酸-過(guò)氧化氫-鹽酸、硝酸-氫氟酸-鹽酸、硝酸-氫氟酸-過(guò)氧化氫等消解體系對(duì)土壤樣品進(jìn)行消解的效果，結(jié)果表明：采用硝酸-氫氟酸-過(guò)氧化氫體系消解樣品效果較好。在微波消解程序中，步驟3的溫度設(shè)計(jì)較為重要，溫度過(guò)低，會(huì)使樣品消解不完全；溫度太高，會(huì)使測(cè)定元素?fù)]發(fā)造成結(jié)果明顯偏低。當(dāng)該步驟溫度設(shè)置低于180℃，土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)定值比標(biāo)準(zhǔn)值低；溫度設(shè)置為190℃時(shí)，樣品消解后無(wú)殘?jiān)瑴y(cè)定值較準(zhǔn)確。在土壤消解過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生過(guò)量酸，對(duì)測(cè)定有影響。因此在消解后，必須驅(qū)趕盡剩余的酸，趕酸不徹底會(huì)對(duì)測(cè)試產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重影響測(cè)定結(jié)果。

　　3.柱流量對(duì)交換容量的影響

　　On-GuardH柱填料樹(shù)脂的交換容量隨著柱流量的增大而降低，如果要獲得較大的交換容量，應(yīng)該維持較小的柱流量；但是柱流量過(guò)小，又會(huì)使整個(gè)交換過(guò)程的時(shí)間延長(zhǎng)，分析效率降低。在滿足試驗(yàn)交換容量的前提下，選擇盡可能小的柱流量，試驗(yàn)選擇柱流量為1mL·ｍin^-1。

　　4.干擾消除

　　在原子熒光光譜法測(cè)定過(guò)程中，多種金屬元素會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生干擾。在土壤分析過(guò)程中，消解液中的銅、鈷、鎳、銀等過(guò)渡金屬離子會(huì)對(duì)砷和汞的測(cè)定產(chǎn)生不同程度的干擾。因此，試驗(yàn)選擇以H型聚苯乙烯基酸性樹(shù)脂為填料的On-GuardH柱去除消解液中金屬離子。在On-GuardH柱固相萃取消解液中的金屬離子過(guò)程中，On-GuardH柱對(duì)金屬離子的吸附力比溶解金屬的溶解力更大，當(dāng)消解液通過(guò)吸附劑時(shí)，金屬離子濃縮在其表面，避免了樣品中共存金屬元素對(duì)砷和汞的測(cè)定干擾。試驗(yàn)考察了On-GuardH柱對(duì)土壤中常見(jiàn)金屬元素干擾的消除效果，結(jié)果表明，在試驗(yàn)條件下，On-GuardH柱能完全去除消解液中共存的金屬離子，對(duì)測(cè)定結(jié)果無(wú)明顯干擾。

儀器設(shè)備

　　實(shí)驗(yàn)儀器：

　　AFS-2300型原子熒光分光光度計(jì)；一次性O(shè)n-GuardH前處理小柱，以H型聚苯乙烯基酸性樹(shù)脂為填料；MDS-8型微波消解儀；KLZ型艾柯超純水器。

　　儀器工作條件：

　　燈電流40mA；負(fù)高壓300V；原子化器高度8mm；載氣為高純氬氣(純度為99.999%)，載氣流量400mL·ｍin-1，屏蔽氣流量1000mL·ｍin-1；進(jìn)樣體積0.5mL；讀數(shù)方式為峰面積。微波消解程序見(jiàn)表1。