氢化物发生原子荧光法同时测定土壤中的铋和汞

许刚 郭靖宜

摘要：本法采用比色管水浴分解土壤样品，以氢化物原子荧光法同时测定土壤中的铋和汞[1]，相关系数分别为Bi 0.9995和Hg 0.9999，检出限分别为Bi 0.05 ug /g、Hg 0.005 ug /g，相对标准偏差在1.1～5.5%，精密度和准确度实验结果满意。结果表明，该方法具有快速、方便、准确性好、灵敏度高等优点，是较好的测定方法。

关键词： 氢化物原子荧光；土壤；铋；汞

土壤样品中Hg的测定方法很多，通常采用冷原子荧光法单独测定[1]。本文采用氢化物原子荧光法[2-3]同时测定痕量Bi和Hg，它有精密度好、灵敏度高、共存元素干扰少、方法简单、快速、成本低等优点。本文选择了合适介质、酸度、还原剂浓度及仪器条件，对测定铋、汞影响因素进行了实验，两元素检出限分别为Bi 0.05 ug /g、Hg 0.005 ug /g，相对标准偏差在1.1%～5.5%。测定土壤和水系沉积物中铋和汞获得满意分析结果，适用于大批量生产。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

去离子蒸馏水； 盐酸、硝酸、硼氢化钾、氢氧化钾均为优级纯； 氩气（ 纯度> 99.99%） 。

AFS-230E 原子荧光光谱仪，附带专用汞、铋空心阴极灯、编程断续流动进样装置； 玻璃器具（经10%王水溶液浸泡24h以上，自来水冲净后，去离子水洗净） 。

1.2 溶液配制

1.2.1 硼氢化钾溶液（ 20g /L） 称取20g硼氢化钾，溶于0.5%的1000mL氢氧化钾溶液中，混匀。

1.2.2 20%王水载流溶液 量取75mL浓盐酸和25mL浓硝酸，用蒸馏水稀释到500mL。

1.2.3 （ 1 + 1）王水 在烧杯中依次加入3份盐酸，4份蒸馏水，1份硝酸，得到8份体积的（ 1 + 1）王水。

1.2.4 汞标准溶液浓度为1 000μg /mL（国家标准物质中心提供） 。

1.2.5 铋标准溶液浓度为1 000μg /mL（国家标准物质中心提供） 。

1.2.6 铋、汞标准储备溶液 将铋、汞标准储备溶液逐级稀释成Bi 1.0 μg /mL 、Hg 0.1 μg /mL标准使用液。

1.3仪器工作条件

光电倍增管电压260V，汞空心阴极灯电流20mA； 铋空心阴极灯电流50mA； 原子化器高度8mm； 氩气流速载气400mL /min，屏蔽气800mL /min； 测量方式标准曲线法； 读数方式峰面积； 读数延迟时间1s； 读数时间10s； 样品加入体积0.5mL。

1.4 实验方法

1.4.1 样品处理 称取0.5000g土壤样品于25mL比色管中，加入10mL（ 1 + 1） 王水，摇匀，于沸水浴中分解1.5h，每隔30 min 摇动1次，取下冷却后，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀澄清。同时做试剂空白试验，每批样品至少制备2个以上样品空白。

1.4.2 标准曲线分别吸取铋和汞标准使用液，用20%王水配制成混合标准使用液。（Hg）质量浓度为0.0000，0.00025，0.00050，0.0010，0.0020，0.0040μg/mL； （Bi）质量浓度0.000，0.0025， 0.0050，0.010 ， 0.020 ， 0.040 μg /mL 混合备用。按仪器工作条件分别测定其荧光强度，得出标准工作曲线的直线方程。

1.4.3 样品测定按照原子荧光仪工作条件，以20%王水为载流，以2.0% 硼氢化钾+ 0.5% 氢氧化钾溶液为还原剂，把样品吸入石英炉中进行原子化，测量样品含量，与标准系列在相同条件下测定。

2 结果与讨论

2.1 硼氢化钾与氢氧化钾浓度选择

由于硼氢化钾和氢氧化钾处于同一溶液中，它们的浓度大小影响着氢化物产生的速度和产生量，从而影响测定的准确性，理论上硼氢化钾浓度增大则灵敏度增大，随着硼氢化钾用量增加，灵敏度上升幅度平缓。实验表明，硼氢化钾浓度为15～25 g /L，氢氧化钾浓度为5g /L，测定汞和铋的荧光值均比较大且稳定。本实验使用20g /L。

2.2 酸度对测定结果的影响生成氢化物的反应中，酸度与荧光强度有一定关系。因此对酸的最佳用量进行了实验，测量结果见表1。

由表1可知，反应酸度在5%～20% 为平缓区，但酸度进一步增大时，荧光强度反而有所减少，故认为酸度在5%～20%内不影响铋和汞的结果测定。

2.3检出限

铋和汞两种元素分别交替测定，预处理空白及标准溶液共20次，用3倍空白标准差除以标准曲线斜率，即为本法检出限，铋为0.050 ug /g，汞为0.0050ug /g。

2.4 方法的准确度和精密度实验

选择土壤样品和地球化学标样的多次测定，分别平行称取12份，按照本文拟定的方法测定Bi、Hg的含量，计算其相对标准偏差（RSD）结果见表2～表3。

3 结论

（ 1） 本法在同一比色管中进行水浴分解、定容、吸取等测定的全部操作，避免了溶液转移等步骤带来的误差，提高了分析准确性。 汞遇高温易挥发损失，水浴低温分解，相对于电热板、电炉等传统湿法分解反应较为平缓，不会蒸干溶液，减少了汞的损失，较为安全。

（ 2） 氢化物原子荧光法同时对土壤中的Bi、Hg两元素进行微量分析，灵敏度高，检出限低，水浴分解土壤中元素的方法，解决了大批量样品的分解问题，分析的准确度和精密度均符合地球化学普查规范的要求。

参考文献：

[1] 曹磊. 溴酸钾-溴化钾消解法处理冷原子荧光法测汞的水样[J]. 中国环境监测， 1998， 14（ 4） ： 19.

[2] 李安模，魏继中.原子荧光分析基础原子吸收及原子荧光光谱分析[M]. 北京： 科学出版社， 2000.

[3] 魏永生，王明西.双道HG-AFS 对化探样品中As、Sb、Bi、Hg 的快速测定[J]. 理化检验： 化学分册， 1988， 24（ 2） ： 103.