摘要：在土壤重金属测量中，消解是比较重要的环节，其会对测定结果的准确性产生直接影响。本文参照相关标准，对原子荧光法测定土壤中汞含量进行了研究，结合改进的水浴消解法进行前处理，结果表明，改进后的消解方法具备更好的准确度和回收率，操作过程也更简单，有着广泛的适用性。
关键词：原子荧光法；土壤；汞；消解方法
原子荧光法主要是利用化学蒸汽分离、非色散光学系统等相关特性，对微量元素进行测定分析，其本身属于原子发射光谱和原子吸收光谱之间的光谱分析技术，基本原理是基态原子在吸收合适的特定频率辐射后，会被激发至高能台，激发过程中则会通过光辐射的形式，发生具备特征波长的荧光。利用原子荧光法测定土壤中汞的含量，能够保证测定结果的准确性，为土壤重金属污染治理提供参考。
1.试验部分
1.1仪器与试剂
采用原子荧光法测定土壤中汞含量，需要用到的仪器设备包括原子荧光光度计（AFS-9700A）、微波消解仪、消解罐、全自动消解仪。使用的试剂有汞元素标准溶液（100mg/L）、汞保存液（0.05%重铬酸钾+5%硝酸溶液）、汞稀释液（0.02%重铬酸钾+2.8%硫酸溶液）。
1.2材料
试验中不需要用到相应的土壤成分分析标准物质，可以从国家标准物质中心购得，为了方便对比，一共需要三种标准物质，一是GBW07423，物质中汞的含量为0.032±0.003mg/kg；二是GBW07452，物质中汞的含量为0.058±0.005mg/kg；三是GBW07453，物质中汞的含量为0.075±0.007mg/kg[1]。
1.3前处理方法
分别采用三种不同的方法对样品进行前处理，一是微波消解法。准确称取0.3g标准土壤样品，放置于消解罐内，加适量水润湿后，添加8mL王水并轻轻摇晃均匀，将盖子盖紧后放入到微波消解仪中，将微波消解的过程分为三步，升温时间统一为5min，三个步骤的目标温度依次为100℃、150℃和180℃，分别保持2min、3min和25min。消解结束后，自然冷却至室温，然后利用慢速定量滤纸过滤，将滤液转移到50mL容量瓶内，反复冲洗溶样杯和沉淀物，做好定容摇匀。量取10mL试液，放入到50mL容量瓶内，加入2.5mL验算混合均匀，定容后等待测量，同时需要进行相应的空白试验；二是水浴消解法。准确称取0.3g标准土壤样品，放置于50mL比色管内，加适量水润湿后，添加10mL（1+1）王水，塞紧摇匀，放置于沸水浴中进行消解，消解时间2h，然后取出冷却，再加入10mL保存液并以稀释液稀释到刻度，摇晃均匀后，静置一段时间，取上层清液待测，同时需要进行2个空白试验；三是改进水浴消解法。准确称取0.3g标准土壤样品，放置于50mL比色管内，加适量水润湿后，添加6mL王水，塞紧摇匀，放置于沸水浴中进行消解，消解时间2h，然后取出冷却，再加入10mL验算，继续沸水浴20min，取出冷却，定容到50mL，静置12h后，取上层清液待测，同时需要进行2个空白试验[2]。
2.结果与讨论
2.1测定条件
在利用原子荧光法进行土壤中汞含量测定时，需要对原子荧光光度计的工作参数进行明确：主电流15mA、负高压280-290V、载气流量400mL/min，屏蔽器流量1000mL/min，原子化器高度为10mm。
2.2标准溶液配制及标准曲线
取100mg/L汞标准储备液，配置成20μg/L标准工作溶液，然后依次称取0.5mL、1.0mL、2.0mL、4.0mL和5.0mL标准工作溶液，放入到50mL刻度管内，添加2.5mL盐酸后，以超纯水定容摇匀，就可以得到系列标准溶液。在该测量条件下，溶液中汞的质量浓度于0.20-2.00μg/L表现为线性分布，对应的线性回归方程为Y=1756.675X-12.432，相关系数r=0.9997。
2.3检出限
运用原子荧光法对标准空白溶液的荧光值进行连续11次测定，结合测定结果计算标准偏差，依照DL=3SD/K（SD表示空白荧光值标准偏差，K表示标准曲线斜率），计算汞检出限为0.002μg/L。对于称取的0.3g土壤样本而言，汞检出限的最低值为0.001μg/g。
2.4精密度
准确称取三种不同的土壤标准样品，采用上文提到的三种方法进行前处理，然后以原子荧光法对汞含量进行测定，结果如表1所示。
表1 三种消解方法测定土壤中汞含量精密度
对照表1分析，微波消解法和水浴消解法得到的结果汞含量相对标准偏差较大，甚至超出了样品标准范围，改进水浴消解法得到的测试结果处于样品标准范围内。三种方法中，改进水浴消解法汞含量测试值的相对标准偏差最小，表明这种方法有着最佳的准确性和精密度[3]。
2.5加标回收率
准确称取三种不同的土壤标准样品，加入汞标准溶液后，采用上文提到的三种消解方法进行前处理，对样品回收率进行测定，结果如表2所示。
表2 三种消解方法测定土壤中汞含量加标回收率
可以看出，三种消解方法的回收率都能够达到相关要求，改进水浴消解法回收率优于U其他两种方法。
2.6操作流程对比
微波消解法的操作流程为：称量→加酸→微波消解→冷却→过滤→定容→分取→补酸定容→待测；水浴消解法的操作流程为：称量→加酸→水浴消解→冷却→保存剂添加→稀释液定容→上清液待测；改进水浴消解法的操作流程为：称量→加酸→水浴消解→冷却→补酸再次消解→冷却定容→上清液待测。
微波消解法的消解速度较水浴消解法更快，自动化程度高，依照预先设定好的程序，能能够实现对于消解全过程的自动化控制，不过其本身也存在一定缺陷，即在经过微波消解后，需要转移、过滤、定容，一次性消解的样品数量不足，消解过程中需要用到大量玻璃仪器，后期清洗工作量较大；水浴消解法使用的仪器设备简单，适用性更强，对于酸的需求量小，但是试剂类型多，耗时长，需要人工操作；改进水浴消解法需要消耗更多的算，不过不需要进行过滤和保存剂、稀释剂的添加，步骤少，操作简单，能够用于大量样品的同时测试[4]。
3.结论
总而言之，借助改进后的消解方法进行土壤中汞含量的测定，能够获得更高的精密度和回收率，这种方法增大了盐酸的用量，溶液中存在的大量Cl-和Hg2+能够形成相对稳定的（HgCl4）2-离子，对于汞的吸附和挥发能够起到一定的抑制作用。同时，改进后的水浴消解法不需要添加保存剂和稀释剂，也不需要使用硫酸，过滤步骤可以省去，人为因素引发的偏差降低，测试的准确性更高。不仅如此，在测试过程中，改进水浴消解法避免了重铬酸钾的使用，也减少了玻璃容器的用量，为后续的清洁工作提供了便利，适用于大批量土壤样品汞含量的测定工作。
参考文献：
[1]王玉云，赵兵.环境监测中王水水浴、微波消解——原子荧光法测定土壤中砷和汞的方法探究[J].四川环境，2018，37（06）：102-107.
[2]钱晓燕，马杰，雷梅，翁莉萍，陈雅丽，廖仲彬，李永涛.微波三步提取–高效液相色谱–原子荧光法测定土壤中砷形态[J].化学分析计量，2018，27（06）：5-10.
[3]黄俊兰.原子荧光同时测定土壤中的汞、硒方法分析[J].资源节约与环保，2018，（09）：38.
[4]宋帅娣.原子荧光光谱法同时测定农产品产地土壤中砷、汞[J].化学与黏合，2018，40（05）：377-379.
论文作者:鲍习芝
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/6/26
标签：水浴论文; 土壤论文; 原子论文; 标准论文; 荧光论文; 溶液论文; 三种论文; 《防护工程》2019年第6期论文;