土壤、水中重金属检测方案(原子荧光光谱)

地矿样品中砷锑铋汞四元素同测的解决方案 摘 要：在地矿样品的日常检测中，砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）、汞（Hg）是四个必测元素，通常采用氢化物发生-原子荧光光谱法。传统的测量方式是砷和锑同测，铋和汞同测，如汞采用冷原子荧光时则铋汞也需分开测量，因此每个地矿样品需要分二到三次来测定这四个元素，费时费力费试剂，效率低下。北京宝德仪器有限公司研制生产的BAF-4000四道同测原子荧光光度计，引入了全新设计的倾斜式光学系统，避开了传统光学系统存在的多通道之间的散射光干扰，具有低背景高信号的优点，从而实现了四通道同测，为地矿样品中砷锑铋汞四元素同测提供了最佳解决方案。 一 方案优势 传统的通过王水消解-氢化物发生原子荧光法测试矿样、土壤和水系沉积物样品中重金属的方案，由于受原子荧光光谱仪通道数的限制，最多只能双道同时测定。即样品前处理完成后，测量砷、锑两种元素时，需由处理完的消解液中分取一部样品，加入硫脲对砷、锑还原，上机检测；铋、汞两种元素直接测定消解上清液，该方法操作步骤繁琐，消解液的处理消耗了大量的时间，同时可能会引入二次污染，分析效率低。采用北京宝德仪器生产的BAF-4000型四通道原子荧光光度计，真正实现了四元素的同时测定，即对原样品前处理方法进行优化，实现了同一份溶液同时检测四种元素，并得到非常满意的结果（回收率准确，重现性好）。该方案节省了至少一倍的检测时间和试剂，简化了实验步骤，有效的提高了样品检测效率，实验人员一个工作日可以完成近千个样品中四个元素全部数据的检测。 二 方案内容 材料与方法 仪器与试剂 仪器及材料　　BAF-4000原子荧光光度计(北京宝德仪器仪器有限公司)；控温水浴锅； 试剂 氢氧化钾KOH(优级纯)；硼氢化钾KBH4(优级纯、国药集团)；硫脲CH4N2O2S（分析纯、国药集团）；浓盐酸HCl(优级纯、北京化学试剂厂)；浓硝酸HNO3(优级纯、北京化学试剂厂)； 分析条件 氢化物发生原子荧光仪器的实验参数(见表1)： 表1原子荧光测定条件 仪器参数 设置值 载流 5% HCl 还原剂 2.0% KBH4+0.5% KOH 负高压 250 V 砷灯电流 15 mA\15 mA 锑灯电流 25 mA\25 mA 铋灯电流 25 mA\25 mA 汞灯电流 20 mA\0 mA 载气 400 mL/min 屏蔽气 800 mL/min 1.3.实验方法 1.3.1 消解 准确称取0.2 g样品，于25 mL比色管中，加入1+1王水 4 mL，静置过夜，于沸水浴中加热 1 h，期间充分振摇两次，冷却至室温，加入 5 mL 1+1盐酸介质的50 g/L的硫脲溶液，用去离子水定容至10 mL，摇匀，放置15 min后，取静置后的溶液，上机待测。 1.3.2测定 测试样品用标准溶液配制方法（手工配制举例）：取9支50 mL具塞比色管，分别加入10 mL 1+1王水，5 mL 100g/L 硫脲，准确吸取0、0.1 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.2 mL、2.0 mL、4.0 mL砷、锑、铋、汞四种元素混合标准溶液（砷10.0 mg/L，锑、铋1.0 mg/L，汞0.10 mg/L），再加入5 mL 1+1盐酸，用去离子水定容至50 mL，标准系列溶液浓度为： 砷0 µg /L、20 µg /L、40 µg /L、80 µg /L、120 µg /L、160 µg /L、240 µg /L、400µg /L、800 µg /L； 锑、铋 0 µg /L、2.0 µg /L、4.0µg /L、8.0 µg /L、12.0 µg /L、16.0 µg /L、24.0 µg /L、40.0 µg /L、80.0 µg /L； 汞 0 µg /L、0.2 µg /L、0.4 µg /L、0.8 µg /L、1.2 µg /L、1.6 µg /L、2.4 µg /L、4.0 µg /L、8.0 µg /L。 测试结果 标准曲线、样品空白、样品按照表1的测定条件，上机测试。仪器相对标准偏差测试结果见图1，样品测试结果见表2。 图1 四通道同时检测四个元素的精密度报告 图2 测试样品所需标准曲线线性结果图（砷和锑） 图3 测试样品所需标准曲线线性结果图（铋和汞） 待测元素浓度(mg/kg) 样品名称 As参考值 As测定值 Sb参考值 Sb测定值 Bi参考值 Bi测定值 Hg参考值 Hg测定值 GSD-1a 2.7±0.4 2.6 0.30±0.05 0.29 0.49±0.14 0.48 0.032±0.003 0.034 GSD-2a 6.6±0.5 6.3 0.80±0.06 0.78 0.33±0.03 0.32 0.018±0.005 0.019 GSD-3a 16.7±1.3 16.5 3.8±0.2 3.68 0.68±0.03 0.66 0.067±0.004 0.069 GSD-5a 74±4 72.6 8.9±0.7 8.6 3.0±0.2 2.98 0.29±0.03 0.298 GSD-8a 7.3±0.5 7.1 0.38±0.05 0.35 0.18±0.02 0.17 0.024±0.005 0.026 GSD-9 8.4±0.9 8.2 0.81±0.15 0.79 0.42±0.04 0.40 0.083±0.009 0.086 GSD-11 188±13 178.8 14.9±1.2 15.1 50±4 48.6 0.072±0.009 0.073 GSD-15 14.3±0.9 13.5 1.18±0.07 1.22 0.51±0.03 0.48 0.018±0.006 0.020 GSD-16 3.6±0.4 3.3 0.16±0.03 0.16 0.48±0.03 0.45 （0.007） 0.009 GSD-22 10.5±0.6 10.0 0.90±0.06 0.87 0.25±0.02 0.24 0.19±0.04 0.21 GSS-1 34±4 32.8 0.87±0.21 0.71 1.2±0.1 1.18 0.032±0.004 0.034 GSS-4 58±6 56.23 6.3±1.1 6.1 1.04±0.13 1.02 0.59±0.05 0.602 GSS-7 4.8±1.3 4.62 0.42±0.09 0.40 0.20±0.04 0.19 0.061±0.006 0.064 GSS-8 12.7±1.1 12.1 1.0±0.2 0.95 0.30±0.04 0.29 0.017±0.003 0.019 GSS-14 6.5±1.3 6.3 （0.81） 0.79 0.35±0.02 0.34 0.089±0.004 0.092 GSS-19 7.7±0.4 7.3 0.58±0.05 0.56 0.23±0.01 0.22 0.013±0.003 0.015 GSS-22 7.8±0.5 7.5 0.50±0.05 0.48 0.25±0.02 0.25 0.020±0.002 0.021 GSS-23 11.8±0.9 10.9 0.77±0.05 0.75 0.44±0.03 0.44 0.058±0.005 0.061 GSS-24 15.8±0.9 14.9 1.05±0.05 1.02 0.98±0.03 0.96 0.075±0.007 0.079 GSS-26 8.9±0.5 8.5 0.86±0.06 0.82 0.28±0.01 0.27 0.030±0.003 0.033 GSR-2 2.1±0.5 2.0 0.12±0.06 0.11 0.081±0.025 0.085 0.012±0.004 0.014 GSR-4 9.1±1.2 8.6 0.60±0.11 0.58 0.18±0.03 0.18 0.008±0.002 0.010 GSR-5 1.4±0.3 1.3 0.18±0.04 0.17 0.23±0.03 0.22 0.010±0.002 0.012 GSR-6 4.7±0.6 4.4 0.43±0.11 0.41 0.16±0.04 0.14 0.016±0.002 0.017 表2 标准物检测结果统计表（n=3） 三 结论 北京宝德仪器有限公司研制生产的BAF-4000型原子荧光光谱仪可实现对矿样、土壤、水系沉积物样品的同一份上机溶液中砷、锑、铋、汞四种元素的同时测定，测量结果准确可靠，得到了令人满意的实验效果。通过表3测量数据可以看出，10个GSD标准物质、10个GSS标准物质、4个GSR标准物质砷、锑、铋、汞的测定值都在真值范围内，说明矿样、土壤、水系沉积物样品，可采用同一种方法消解地矿样品中砷、锑、铋、汞四种元素，节省实验步骤，提高样品前处理效率；使用四通道原子荧光光谱仪进行四元素同测，大大提高了检测效率，节省人力物力成本。该方案操作简单，灵敏度高，重现性好，现已应用于多个地矿实验室的大批量样品的日常检测。 摘 要：在地矿样品的日常检测中，砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）、汞（Hg）是四个必测元素，通常采用氢化物发生-原子荧光光谱法。传统的测量方式是砷和锑同测，铋和汞同测，如汞采用冷原子荧光时则铋汞也需分开测量，因此每个地矿样品需要分二到三次来测定这四个元素，费时费力费试剂，效率低下。北京宝德仪器有限公司研制生产的BAF-4000四道同测原子荧光光度计，引入了全新设计的倾斜式光学系统，避开了传统光学系统存在的多通道之间的散射光干扰，具有低背景高信号的优点，从而实现了四通道同测，为地矿样品中砷锑铋汞四元素同测提供了最佳解决方案。一  方案优势 传统的通过王水消解-氢化物发生原子荧光法测试矿样、土壤和水系沉积物样品中重金属的方案，由于受原子荧光光谱仪通道数的限制，最多只能双道同时测定。即样品前处理完成后，测量砷、锑两种元素时，需由处理完的消解液中分取一部样品，加入硫脲对砷、锑还原，上机检测；铋、汞两种元素直接测定消解上清液，该方法操作步骤繁琐，消解液的处理消耗了大量的时间，同时可能会引入二次污染，分析效率低。采用北京宝德仪器生产的BAF-4000型四通道原子荧光光度计，真正实现了四元素的同时测定，即对原样品前处理方法进行优化，实现了同一份溶液同时检测四种元素，并得到非常满意的结果（回收率准确，重现性好）。该方案节省了至少一倍的检测时间和试剂，简化了实验步骤，有效的提高了样品检测效率，实验人员一个工作日可以完成近千个样品中四个元素全部数据的检测。二  方案内容1. 材料与方法       1.1. 仪器与试剂  仪器及材料　　BAF-4000原子荧光光度计(北京宝德仪器仪器有限公司)；控温水浴锅；试剂  氢氧化钾KOH(优级纯)；硼氢化钾KBH4(优级纯、国药集团)；硫脲CH4N2O2S（分析纯、国药集团）；浓盐酸HCl(优级纯、北京化学试剂厂)；浓硝酸HNO3(优级纯、北京化学试剂厂)；1.2. 分析条件氢化物发生原子荧光仪器的实验参数(见表1)：表1原子荧光测定条件  1.3.实验方法       1.3.1 消解  准确称取0.2 g样品，于25 mL比色管中，加入1:1王水 4 mL，静置过夜，于沸水浴中加热1 h，期间充分振摇两次，冷却至室温，加入5 mL 1:1盐酸介质的50 g/L的硫脲溶液，用去离子水定容至10 mL，摇匀，放置15 min后，取静置后的溶液，上机待测。     1.3.2测定 测试样品用标准溶液配制方法（手工配制举例）：取9支50 mL具塞比色管，分别加入10 mL 1+1王水，5 mL 100g/L 硫脲，准确吸取0、0.1 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.2 mL、2.0 mL、4.0 mL砷、锑、铋、汞四种元素混合标准溶液（砷10.0 mg/L，锑、铋1.0 mg/L，汞0.10 mg/L），再加入5 mL 1+1盐酸，用去离子水定容至50 mL，标准系列溶液浓度为：砷0 µg /L、20 µg /L、40 µg /L、80 µg /L、120 µg /L、160 µg /L、240 µg /L、400µg /L、800 µg /L；锑、铋 0 µg /L、2.0 µg /L、4.0µg /L、8.0 µg /L、12.0 µg /L、16.0 µg /L、24.0 µg /L、40.0 µg /L、80.0 µg /L；汞 0 µg /L、0.2 µg /L、0.4 µg /L、0.8 µg /L、1.2 µg /L、1.6 µg /L、2.4 µg /L、4.0 µg /L、8.0 µg /L。2. 测试结果            标准曲线、样品空白、样品按照表1的测定条件，上机测试。仪器相对标准偏差测试结果见图1，样品测试结果见表2。图1 四通道同时检测四个元素的精密度报告                           图2 测试样品所需标准曲线线性结果图（砷和锑） 图3 测试样品所需标准曲线线性结果图（铋和汞） 表2 标准物检测结果统计表（n=3）三  结论    北京宝德仪器有限公司研制生产的BAF-4000型原子荧光光谱仪可实现对矿样、土壤、水系沉积物样品的同一份上机溶液中砷、锑、铋、汞四种元素的同时测定，测量结果准确可靠，得到了令人满意的实验效果。通过表3测量数据可以看出，10个GSD标准物质、10个GSS标准物质、4个GSR标准物质砷、锑、铋、汞的测定值都在真值范围内，说明矿样、土壤、水系沉积物样品，可采用同一种方法消解地矿样品中砷、锑、铋、汞四种元素，节省实验步骤，提高样品前处理效率；使用四通道原子荧光光谱仪进行四元素同测，大大提高了检测效率，节省人力物力成本。该方案操作简单，灵敏度高，重现性好，现已应用于多个地矿实验室的大批量样品的日常检测。