高效液相色譜-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜聯(lián)用技術(shù)測定土壤中砷的形態(tài).pdf

1、目的:
　　砷較容易在土壤中蓄積，可以從水體中析出遷移到土壤底質(zhì)中，但大部分砷都聚集在土壤的表層中，很難向下遷移。砷在土壤中蓄積并進(jìn)入農(nóng)作物從而對人類或牲畜造成危害。我國土壤的砷污染物點(diǎn)位超標(biāo)率為2.7％，林地、耕地和草地均有不同程度的砷污染，這些砷污染主要來自于冶金業(yè)、礦業(yè)、化工業(yè)等工業(yè)園區(qū)的土壤及周邊土壤。由于砷的形態(tài)很大程度上決定著土壤中砷的毒性、移動(dòng)性、生物可給性和對生物有機(jī)體或生態(tài)系統(tǒng)的影響，對于砷形態(tài)的遷移規(guī)律、生物毒

2、害作用、對污染土壤的修復(fù)、環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)都有著十分重要的影響，僅靠過去對總砷含量的研究并不能對環(huán)境中砷污染現(xiàn)狀做出準(zhǔn)確而全面的評價(jià)，所以土壤中砷形態(tài)（三價(jià)砷、五價(jià)砷、一甲基砷和二甲基砷）的分析方法研究也顯得尤為重要。目前我國尚無土壤中各種形態(tài)砷的限值和標(biāo)準(zhǔn)檢測方法，本研究旨在建立一種簡便高效的檢測方法，即高效液相色譜-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜聯(lián)用的分析方法來檢測土壤中形態(tài)砷的含量，并用建立的方法對武漢市某污水處理廠土壤中形態(tài)砷的污染狀況

3、進(jìn)行檢測，以期為我國今后制定土壤中形態(tài)砷國家標(biāo)準(zhǔn)檢測方法提供參考。
　　方法:
　　用超純水、磷酸-鹽酸、檸檬酸銨-鹽酸、草酸銨、碳酸氫鈉和碳酸鈉這六種浸提劑對標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品中形態(tài)砷進(jìn)行浸提，根據(jù)浸提率首先確定三種浸提率較高的浸提劑，即磷酸-鹽酸，檸檬酸銨-鹽酸和草酸銨。對每一種浸提劑進(jìn)行三因素（浸提劑濃度，加入量，浸提超聲時(shí)間）三水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得出每一種浸提劑的最佳浸提條件。在最佳浸提條件下比較磷酸-鹽酸，檸檬酸銨-鹽

4、酸和草酸銨的浸提率從而確定最佳浸提劑和浸提條件。采用普析PF5原子熒光形態(tài)分析儀對待測物質(zhì)進(jìn)行分析測定，通過陰離子色譜柱PRP-X100進(jìn)行分離形態(tài)砷，隨后被鹽酸載流帶至氫化物發(fā)生裝置與硼氫化鉀發(fā)生反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物，載氣將其帶入原子熒光光譜分析儀的原子化器，原子蒸汽吸收能量后處于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，由高能級躍遷至低能級過程中發(fā)射熒光，保留時(shí)間定性，峰面積定量。實(shí)驗(yàn)過程的質(zhì)量控制主要包括試劑空白、儀器空白、質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和加標(biāo)回收率，并對方法準(zhǔn)

5、確度和精密度進(jìn)行測試。應(yīng)用本研究建立的方法對武漢市某污水處理廠三種土壤樣品進(jìn)行檢測分析。對本研究建立的方法進(jìn)行不確定度評定。
　　結(jié)果:
　　浸提的最優(yōu)條件是土壤樣品采用1.0mol/L的H3PO4和0.5mol/L的HCl混合溶液浸提，加入浸提劑的含量為25 ml，保持水溫40～50℃之間，超聲振蕩30min后，2500r/min離心20min，取上層清液3.0mL經(jīng)0.45μm一次性水系針式濾膜過濾器過濾進(jìn)樣。高效液相色

6、譜(HPLC)中陰離子交換柱為HamiltonPRP-X100(4.1×250mm，10μm);流動(dòng)相為1.98g/L的(NH4)2HPO4(pH為6.0);流速為1.0mL/min;進(jìn)樣體積為20μ L;氫化物發(fā)生(HG)中還原劑為1.5％KBH4+0.5％KOH，流量為6.0mL/min;載流為1.19g/L的HCl，流量為6.0mL/min;原子熒光(AFS)中燈選擇高性能砷空心陰極燈，193.7nm;負(fù)高壓為280V;燈電流為1

7、00mA;輔助陰極為50mA;載氣為氬氣，400mL/min;屏蔽氣為氬氣，600mL/min。該方法線性良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999。三價(jià)砷、五價(jià)砷、一甲基砷和二甲基砷的測定范圍分別為0.5mg/kg～28.0mg/kg、1.2mg/kg～21.0mg/kg、0.3mg/kg～20.8mg/kg和0.6mg/kg～29.2mg/kg。平均回收率達(dá)到96.2％～101.6％，日內(nèi)精密度(RSD)≤3.7％，日間精密度(RSD)≤6.5

8、％。三種污泥土壤樣品均檢測到三價(jià)砷和一甲基砷，濃度范圍分別為1.3mg/kg～6.2mg/kg和3.7mg/kg～9.1 mg/kg之間，五價(jià)砷和二甲基砷均低于檢測限。分析本研究不確定度，不確定度來源主要由土壤樣品前處理、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、容器定容及標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合所引入的不確定度。
　　結(jié)論:
　　采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對多種浸提劑進(jìn)行比較，極差分析得出最佳浸提條件。將磷酸-鹽酸混合浸提體系和超聲振蕩應(yīng)用于土壤樣品中形態(tài)砷的前處理過程