土壤中重金属砷汞铅镉检测方案(原子荧光光谱)

单道B-相关性：0.9995 以水为载流-测定土壤中砷汞铅镉解决方案 概要 土壤，事关家家户户的米袋子、菜篮子、水缸子，事关国家生态安全和美丽中国建设。土壤与大气、水污染相比，土壤污染往往比较隐蔽，具有滞后性，污染防治技术难度大。而土壤普查是一项重要的国情国力调查，涉及范围广、参与部门多、工作任务重、技术要求高。第三次全国土壤普查将利用四年时间开展全面查清农用地土壤质量家底，能为守住耕地红线、优化农业生产布局、确保国家粮食安全奠定坚实基础，为加快农业农村现代化、全面推进乡村振兴、促进生态文明建设提供有力支撑。 伯侨(重庆)重金属科学技术研究院有限公司(简称：伯侨科研)“以创新应用提升人类生活品质，为科学家取得突破性发现夯实基础”为企业使命，构建立起重金属评测体系，从设备研发制造、在线痕量监测服务体系、大数据平台、标准体系建设、政府+企业服务、乡村振兴等方面开展深入研究。 伯侨科研自主创新的“水载流-原子荧光光谱法”能同测定土壤中痕量砷、汞、铅、镉，能够为土壤检测提供从样品前处理到元素分析检测的整体解决方案，助力第三次全国土壤普查。 本文主要对土壤中标准物质和土壤样品的检测做了详细的实验，其方法检出限(As、Pb)0.02mg/kg、定量限(As、Pb) 0.06mg/kg；方法检出限(Hg、Cd) 0.003mg/kg，定量限(Hg、Cd) 0.009mg/kg； 精密度 RSD<6%，质控样品均在范围内，该方法适合土壤中砷汞铅镉含量的检测。 关键词：|：土壤、砷、汞、铅、镉、原子荧光、重金属 1、 标准溶液的配制 元素 标准系列质量浓度(ng/ml) Hg 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 As 0 10 20 30 40 50 Pb 0 2 4 6 8 10 Cd 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 2、 推荐条件 仪器型号： CAF18-YG201非色散原子荧光光度计(伯侨(重庆)重金属科学技术研究院 有限公司)。 砷空心阴极灯、汞高性能空心阴极灯、铅空心阴极灯、镉空心阴极灯推荐条件见表1。 表1CAF18-YG201非色散原子荧光光度计测定砷汞铅镉的推荐条件 元素 负高压(V) 灯电流(mA) 取样时间(s) 延迟时间(s) 读数时间(s) 载气(ml/min) 屏蔽气(ml/min) Hg 240 20 5 1 10 1000 500 As 240 15 5 1 10 1000 500 Pb 240 30 4 1 8 1200 500 Cd 220 30 5 0 10 1200 500 采用标准曲线法测试，以峰面积进行积分计算，在测量之前仪器预热 30min。 3、 标准曲线的建立 在推荐条件下，建立了 CAF18-YG201非色散原子荧光光度计测定砷汞铅镉的工作曲线，如图1所示。 A-相关性： 0.9996 B-相关性：0.9996A通道线性方程： y=180.17x+61.41 B通道线性方程：y=3496.6x-17.83 工作曲线 单道B Cd 样品空空：198.6 标准(ng/mL) 均值 空白 198.6 0 18.9 0.1 1047.0 0.2 2141.4 0.3 3182.0 0.4 4279.4 0.5 5537.1 单道B通道线性方程： y=10951.09x-36.81 标准(ng/mL) 均值 空白 125.8 0 -2.5 2 557.8 4 1179.9 6 1705.3 8 2337.3 10 2977.2 单道A-相关性：0.9996 单道A通道线性方程：y=296.61x-23.88 4、 实验条件的确定 4.1前处理实验条件 前处理(砷汞)：称取样品约0.1g(精确至0.0001g)于 50ml比色管中，加入5ml王水(1+1)，摇匀后放入水浴锅中沸水浴加热2h，期间摇动数次。取出后直接加入10ml盐酸(1+1)和5ml硫脲-抗坏血酸，用水定容至 50ml，静止待溶液澄清后取上清液上机，此溶液用于测砷汞。前处理(铅镉)：称取样品约0.5g(精确至 0.0001g)于 50ml聚四氟乙烯比色管中，加入6ml盐酸、2ml硝酸，摇匀后盖上放置过夜。第二天于100℃石墨消解仪上加热至溶液还剩 2-3ml，加入2ml氢氟酸和2ml高氯酸，设置温度150℃加热至溶液白烟冒尽溶液近干(约1-2ml)。取下冷却后用水定容至25ml。分取 2ml加入 0.8ml盐酸(1+1)、1ml硫脲、0.5ml镉增敏剂(5%)用水定容至10ml，测溶液用于测镉；分取1ml加入2ml盐酸(1+1)用水定容至10ml，测溶液用于测铅。 5 实验结果 采用推荐条件，对实际土壤样品和土壤标准物质进行测试，结果分别见表2-5。 表2土壤中砷汞同测的实验结果 样品编号 样品重量(g) 汞含量(mg/kg) 平均值(mg/kg) SD RSD(%) 砷含量(mg/kg) 平均值(mg/kg) SD RSD(%) 1 0.2003 0.0329 0.0340 0.0010843 3.19 15.390 15.48 0.18 1.16 0.2015 0.0349 15.529 0.2008 0.0346 15.799 0.1976 0.0324 15.488 0.2038 0.0350 15.345 0.1999 0.0341 15.301 2 0.1970 0.0217 0.0215 0.0007338 3.42 11.432 10.95 0.44 4.03 0.2045 0.0204 11.139 0.2060 0.0221 10.158 0.2066 0.0219 10.955 0.2020 0.0220 10.837 0.2073 0.0207 11.207 3 0.2045 0.0451 0.0463 0.0027648 5.97 14.136 13.79 0.36 2.64 0.1915 0.0424 13.811 0.2068 0.0509 14.190 0.2015 0.0471 13.489 0.2008 0.0458 13.884 0.1977 0.0466 13.257 GSS-25 0.1948 0.0403 0.0421 0.0017021 4.04 12.651 12.87 0.32 2.45 0.1955 0.0411 12.721 0.2015 0.0414 12.474 0.2055 0.0431 13.048 0.1909 0.0450 13.352 0.1966 0.0419 12.957 GSS-26 0.2099 0.0305 0.0303 0.0011182 3.69 9.009 8.89 0.10 1.13 0.2063 0.0311 8.827 0.1926 0.0316 8.819 0.1987 0.0291 8.781 0.1965 0.0288 9.014 0.2001 0.0309 8.898 表3土壤中铅、镉的实验结果 样品编号 样品重量(g) 铅含量(mg/kg) 平均值(mg/kg) RSD(%) 样品重量(g) 镉含量(mg/kg) 平均值(mg/kg) RSD(%) 1 0.2003 21.53115 21.4812 3.15 0.2003 0.05312 0.0543 2.87 0.2015 22.13115 0.2015 0.05367 0.2008 20.7814 0.2008 0.05605 2 0.1970 17.68162 17.5495 1.04 0.1970 0.03281 0.0346 4.40 0.2045 17.6259 0.2045 0.03549 0.2060 17.34104 0.2060 0.03540 3 0.2045 22.76837 22.2786 2.79 0.2045 0.04810 0.0478 2.24 0.1915 22.48711 0.1915 0.04659 0.2068 21.58025 0.2068 0.04866 GSS-25 0.2009 22.60329 21.7487 3.52 0.1938 0.17231 0.1701 1.32 0.2210 21.12443 0.1945 0.17028 0.2002 21.51848 0.2005 0.16782 GSS-26 0.1978 22.20677 21.4811 4.14 0.2054 0.14326 0.1397 2.73 0.1979 21.74836 0.195 0.13568 0.1885 20.48806 0.1973 0.14025 表4土壤中汞测定加标回收率 样品编号 样品重量(g) 汞加标量ng) 汞含量 (mg/kg) 平均值(mg/kg) 加标回收率(%) SD RSD(%) 1 0.2014 10 0.0844 0.0831 98.9 1.92 1.97 0.1922 10 0.0803 94.4 0.1987 10 0.0821 97.6 0.1966 10 0.0818 96.5 0.2019 10 0.0851 99.1 0.2022 10 0.0849 99.3 2 0.2001 10 0.0671 0.0737 104.4 1.92 1.78 0.2099 10 0.0789 109.5 0.2087 10 0.0757 108.8 0.2059 10 0.0759 107.4 0.2047 10 0.0664 106.8 0.2091 10 0.0779 109.0 3 0.1987 10 0.0809 0.0987 104.2 1.67 1.59 0.2018 10 0.0966 105.8 0.1999 10 0.1057 104.8 0.1970 10 0.1024 103.3 0.1977 10 0.0905 103.7 0.2056 10 0.1163 107.8 表5土壤中砷测定加标回收率 样品编号 样品重量(g) 砷加标量(ug) 砷含量(mg/kg) 平均值(mg/kg) 加标回收率(%) SD RSD (%) 1 0.2014 5 41.257 40.32 100.1 1.94 1.97 0.1922 5 40.397 95.5 0.1987 5 41.019 98.7 0.1966 5 40.981 97.7 0.2019 5 39.254 100.3 0.2022 5 39.018 100.5 2 0.2001 5 35.489 35.35 97.7 1.80 1.78 0.2099 5 34.104 102.4 0.2087 5 36.157 101.9 0.2059 5 34.524 100.5 0.2047 5 36.100 99.9 0.2091 5 35.736 102.0 3 0.1987 5 41.268 40.08 104.5 1.67 1.59 0.2018 5 42.579 106.1 0.1999 5 39.584 105.1 0.1970 5 38.697 103.6 0.1977 5 38.972 104.0 0.2056 5 39.401 108.1 说明： 方法采用原子荧光仪同时测定土壤中的砷和汞，采用以水为载流的方式降低了汞的记忆效应，该“水载流-原子荧光光谱法”能测定土壤中痕量砷、汞、铅、镉。综合实验数据说明该方法准确性、高效性、可行性高，方法简便、检测快速、灵敏度好、消耗试剂少、仪器操作简单。检测一个指标每天可测400多个样品。手动检测与自动检测也可实现同等效果。两人一天可检测600~800个。一周5个工作日可检测2000多个指标。值得推广应用。 ( 参考文献 ) ( [1]荣耀，贺攀红，杨珍，等.水载流一原子荧光光谱法同时测定土壤中痕量砷、汞[].中国 无机分析化学，20 2 1，11(1)：1-6. ) ( [2]王娅楠，郭冬发，李黎，等.原子荧光光谱法测定以磷块岩为原料制备磷酸中的砷[].中 国无机分析化学，2021，11(6)：8-11. ) ( [3]王娅楠，龚治湘，刘瑞萍，李黎，李伯平，王绪海，肖国原，邓方驰，高海生，郭冬发.以水作载流的氢化物发生原子荧光光谱法测定畜禽养殖场土壤中的砷[J].中国无机分析化学，2022，12(01)：26-34.[4]冯先进，章连香.原子荧光光谱技术在我国发展及标准化应用现状了.中国无机分析化学， 2022， 1 2(2). ) 以水为载流-测定土壤中砷汞铅镉解决方案概要土壤，事关家家户户的米袋子、菜篮子、水缸子，事关国家生态安全和美丽中国建设。土壤与大气、水污染相比，土壤污染往往比较隐蔽，具有滞后性，污染防治技术难度大。而土壤普查是一项重要的国情国力调查，涉及范围广、参与部门多、工作任务重、技术要求高。第三次全国土壤普查将利用四年时间开展全面查清农用地土壤质量家底，能为守住耕地红线、优化农业生产布局、确保国家粮食安全奠定坚实基础，为加快农业农村现代化、全面推进乡村振兴、促进生态文明建设提供有力支撑。伯侨（重庆）重金属科学技术研究院有限公司（简称：伯侨科研）“以创新应用提升人类生活品质，为科学家取得突破性发现夯实基础”为企业使命，构建立起重金属评测体系，从设备研发制造、在线痕量监测服务体系、大数据平台、标准体系建设、政府+企业服务、乡村振兴等方面开展深入研究。伯侨科研自主创新的“水载流-原子荧光光谱法”能同测定土壤中痕量砷、汞、铅、镉，能够为土壤检测提供从样品前处理到元素分析检测的整体解决方案，助力第三次全国土壤普查。本文主要对土壤中标准物质和土壤样品的检测做了详细的实验，其方法检出限（As、Pb）0.02mg/kg、定量限（As、Pb）0.06mg/kg；方法检出限（Hg、Cd）0.003mg/kg，定量限（Hg、Cd）0.009mg/kg；精密度RSD＜6%，质控样品均在范围内，该方法适合土壤中砷汞铅镉含量的检测。 关键词：土壤、砷、汞、铅、镉、原子荧光、重金属1、 标准溶液的配制元素标准系列质量浓度(ng/ml)Hg00.10.20.30.40.5As01020304050Pb0246810Cd00.10.20.30.40.5 2、 推荐条件仪器型号：CAF18-YG201 非色散原子荧光光度计（伯侨（重庆）重金属科学技术研究院有限公司）。砷空心阴极灯、汞高性能空心阴极灯、铅空心阴极灯、镉空心阴极灯推荐条件见表1。表1 CAF18-YG201 非色散原子荧光光度计测定砷汞铅镉的推荐条件元素负高压（V）灯电流（mA）取样时间（s）延迟时间（s）读数时间（s）载气(ml/min)屏蔽气(ml/min)Hg2402051101000500As2401551101000500Pb240304181200500Cd2203050101200500采用标准曲线法测试，以峰面积进行积分计算，在测量之前仪器预热30min。3、 标准曲线的建立在推荐条件下，建立了CAF18-YG201 非色散原子荧光光度计测定砷汞铅镉的工作曲线，如图1所示。 4、 实验条件的确定4.1前处理实验条件前处理（砷汞）：称取样品约0.1g(精确至0.0001g)于50ml比色管中，加入5ml王水（1+1），摇匀后放入水浴锅中沸水浴加热2h，期间摇动数次。取出后直接加入10ml盐酸(1+1)和5ml硫脲-抗坏血酸，用水定容至50ml,静止待溶液澄清后取上清液上机，此溶液用于测砷汞。前处理（铅镉）：称取样品约0.5g(精确至0.0001g)于50ml聚四氟乙烯比色管中，加入6ml盐酸、2ml硝酸，摇匀后盖上放置过夜。第二天于100℃石墨消解仪上加热至溶液还剩2-3ml，加入2ml氢氟酸和2ml高氯酸，设置温度150℃加热至溶液白烟冒尽溶液近干（约1-2ml）。取下冷却后用水定容至25ml。分取2ml加入0.8ml盐酸（1+1）、1ml硫脲、0.5ml镉增敏剂（5%）用水定容至10ml，测溶液用于测镉；分取1ml加入2ml盐酸（1+1）用水定容至10ml，测溶液用于测铅。5、 实验结果采用推荐条件，对实际土壤样品和土壤标准物质进行测试，结果分别见表2-5。表2 土壤中砷汞同测的实验结果表3 土壤中铅、镉的实验结果 表4土壤中汞测定加标回收率表5土壤中砷测定加标回收率说明：方法采用原子荧光仪同时测定土壤中的砷和汞，采用以水为载流的方式降低了汞的记忆效应，该“水载流-原子荧光光谱法”能测定土壤中痕量砷、汞、铅、镉。综合实验数据说明该方法准确性、高效性、可行性高，方法简便、检测快速、灵敏度好、消耗试剂少、仪器操作简单。检测一个指标每天可测400多个样品。手动检测与自动检测也可实现同等效果。两人一天可检测600~800个。一周5个工作日可检测2000多个指标。值得推广应用。 参考文献[1] 荣耀，贺攀红，杨珍，等．水载流－原子荧光光谱法同时测定土壤中痕量砷、汞[J]．中国无机分析化学，2021，11（1）：1-6.[2] 王娅楠，郭冬发，李黎，等．原子荧光光谱法测定以磷块岩为原料制备磷酸中的砷[J]．中国无机分析化学，2021，11（6）：8-11.[3]王娅楠,龚治湘,刘瑞萍,李黎,李伯平,王绪海,肖国原,邓方驰,高海生,郭冬发.以水作载流的氢化物发生原子荧光光谱法测定畜禽养殖场土壤中的砷[J].中国无机分析化学,2022,12(01):26-34.[4] 冯先进，章连香．原子荧光光谱技术在我国发展及标准化应用现状了．中国无机分析化学，2022，12(2).