原子荧光法测定土壤中总砷的方法

高秋荣

2018/08/11
国联质检团队

私聊

原子荧光光谱（AFS）

原子荧光法测定土壤中总砷的方法

化工室：宋小莉

一、方法概述
本方法依据《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法第2部分：土壤总砷的测定》GB/T 22105.2-2008。样品中的砷经加热消解后，加入硫脲使五价砷还原为三价砷，再加入硼氢化钾将其还原为砷化氢，由氩气导入石英原子化器进行原子化分解为原子态砷，在特制砷空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光，产生的荧光强度与试样中被测元素含量成正比，与标准系列比较，求得样品中砷的含量
本方法适用于土壤总砷的测定。
二、仪器和试剂
1. 仪器及设备
1.1 AFS-2202E双道原子荧光光度计SXRC-YQ-T-002（2202E/215933）
1.2 ME204电子天平SXRC-YQ-T-004（B451410116）
1.3 HH-S4电热恒温水浴锅SXRC-YQ-T-015（3）
2. 试剂
试剂另有说明外，均为分析纯，试验用水为去离子水。
2.1 优级纯的盐酸、硝酸、硼氢化钾、氢氧化钾、硫脲、抗坏血酸
2.2 （1+1）王水：取1份硝酸和3份盐酸混合均匀，然后用水稀释一倍。
2.3 硫脲溶液（5%）：称取10g硫脲，溶解于200mL水中，摇匀，现用现配。
2.4 抗坏血酸（5%）：称取10g抗坏血酸，溶解于200mL水中，摇匀，现用现配。
2.5 还原剂 [1%硼氢化钾（KBH₄）+0.2%氢氧化钾（KOH）溶液]，称取0.2g氢氧化钾放入烧杯中，用少量水溶解，称取1.0g硼氢化钾放入氢氧化钾溶液中，用水稀释至100ml，现用现配。
2.6 载液：取50mL盐酸溶液，用去离子水定容至500mL，混匀。
2.7 砷标准中间液：取10.00mL砷标准溶液（国家有证标准贮备液1.00mg/mL），用（1+9）盐酸溶液稀释定容至100mL。此溶液砷浓度为100μg/mL。
2.8 砷标准工作液：取1.0mL砷标准中间液注入100mL容量瓶中，用（1+9）盐酸溶液稀释至刻度，摇匀。此溶液砷浓度为1.00μg/mL。
三、样品的采集与保存：
采集地表下30cm处的土样2kg左右，装入干净的聚乙烯的袋子，密封，保温箱4℃保存，做好相关记录。
四、样品前处理
将土样铺开与牛皮纸上，自然风干。黏膜后经100目的筛子过滤。称取经风干、研磨后的土壤样品0.3888g（精确至0.0002g）于50mL具塞比色管中，加少许的水湿润样品，加入10ml（1+1）王水，加塞摇匀于沸水浴中消解2h，中间摇动几次，取下冷却，用水稀释至刻度，摇匀后放置。吸取一定量的消解试液于50mL比色管中，加3mL盐酸、5mL硫脲溶液、5mL抗坏血酸溶液，用水稀释至刻度，摇匀放置，取上清液待测。同时做空白试验。
五、分析步骤
1. 标准曲线的绘制
取6支50ml容量瓶，按照以下的标准系列进行标准曲线的绘制。

校准系列

管号	0	1	2	3	4	5
砷标准使用液（mL）	0.00	0.50	1.00	2.00	4.00	5.00
盐酸溶液（mL）	3
硫脲溶液（mL）	5
抗坏血酸溶液（mL）	5
定容（水）	50
标准空白荧光值	51.735
砷浓度ng/mL	0.00	1.00	2.00	4.00	8.00	10.00
荧光强度值	0.000	13.584	31.744	67.849	142.027	182.607

2. 仪器条件
负高压：270V，加热温度：100℃，A道灯电流：60mA，载气流量：400mL/min，观测高度：10mm，测量方法：校准曲线，延迟时间：1s，测量重复次数：1次，读数方式：峰面积，读数时间：10s，屏蔽气流量：1000mL/min。

配制的标准溶液系列直接上机进行测定。
3.样品测定
设定仪器与标准曲线的一样的条件，经处理的样品上机测试。
六、数据处理及计算
土壤样品总砷含量ω以质量分数计，数值以毫克每千克（mg/kg）表示，按下式计算：
(c-c₀) xV₂xV_总/V₁

ω=
mx（1-f）x1000
ω-测定样品中砷浓度，mg/kg；
C-土壤中砷的浓度，ng/mL；
Co-试剂空白溶液的浓度，ng/mL；
V₂-测定时分取样品溶液稀释定容体积，mL；
V_总-样品消解后定容总体积，mL；
V₁-测定时分区样品消解液体积，mL；
m-称取试样重量，g；
f-土壤含水量。
七、方法检出限的测定
将空白溶液平行测定11次，取DL(ng/mL)为其检出限：

检出限测定结果

序号	荧光强度值	砷浓度（ng/mL）	平均值ng/mL	S	DL(ng/mL)
1	50.480	0.1306	0.1311	0.00324	0.0089
2	50.498	0.1316
3	50.464	0.1297
4	50.505	0.1320
5 6	50.431	0.1279
6	50.559	0.1349
7	50.410	0.1268
8	50.497	0.1315
9	50.472	0.1302
10	50.622	0.1383
11	50.445	0.1287

说明：1、测定均值的计算公式：

2、标准偏差S计算公式：

八、精密度
对一样品分别进行7次测定。具体精密度测定结果见下表：

测定次数（n）	1	2	3	4	5	6	7
荧光强度值	38.020	38.123	39.138	37.545	37.148	35.990	37.635
测定值（ng/mL）	2.266	2.272	2.327	2.240	2.219	2.156	2.245
	2.246
SD	0.0524
RSD	2.23%

九、准确度
对一土壤质控样进行7次测定。具体测定结果见下表：

测定结果

编号	1	2	3	4	5	6	7	平均值
V₁（mL）	5	5	5	5	5	5	5	5
V₂（mL）	50	50	50	50	50	50	50	50
V_总（mL）	50	50	50	50	50	50	50	50
荧光强度值	56.668	56.688	57.130	57.118	57.078	56.878	56.748	56.901
样品浓度（ng/mL）	3.2803	3.2814	3.3054	3.3047	3.3026	3.2917	3.2846	3.2930
土壤质控样质量（g）	0.3888
质控样质量分数ω	4.218	4.220	4.250	4.250	4.247	4.233	4.224	4.235
标准限值	4.4±0.6
备注	经7次测定，所得数值准确度均在标准限值范围内。