两种测定土壤中砷含量的方法比较

砷是一种非金属元素，广泛存在于自然界，砷在地壳中的含量大约是2~5mg/kg，砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂与许多种的合金中，砷及其化合物具有毒性，砷摄入过多可引起急性中毒，长期低剂量暴露可引起慢性砷中毒，过量的砷会使细胞发生病变，诱发各种疾病。砷在土壤中一般不易随水淋溶，不能被土壤微生物分解，在土壤环境中逐渐积累，通过食物链缓慢在人体内蓄积，严重危害人体健康。据《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤砷污染的点位超标率为2.7%，位列8种超标无机污染物的第3位，不同土地利用类型土壤环境质量状况显示，耕地主要污染物中也包含砷污染，及时准确测定土壤中的砷含量很重要。

查阅文献可知，用原子荧光法测定土壤中砷较为普遍，本文选用原子荧光法和电感耦合等离子体质谱法，分别对高中低三类土壤标准样品和实际样品的砷含量进行测定，参照环境监测分析方法标准制定技术导则中的相关规定进行方法比对研究，并对实际工作中两种方法的选择进行了探讨。

2.实验部分

2.1主要仪器和试剂

原子荧光光度计，电感耦合等离子体质谱仪，分析天平，微波消解仪。

生态环境部环境发展中心环境标准样品研究所单元素砷标准溶液，标准值为(100±2)mg/L，标准值分别为(37±3)mg/L、(5.4±0.3)mg/L、13.9mg/L；优级纯硝酸，盐酸，氢氟酸，高氯酸，氢氧化钠，硫脲，抗坏血酸，硼氢化钾等。

2.2实验参数

原子荧光光度计（AFS-6801）负高压为270V，灯电流20mA，载气为氩气，读书时间10s，延迟时间1s；电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS6880）射频功率为1550W，射频48V，采样深度8mm，采样时间10s，重复次数2次。

2.3样品的消解

原子荧光法采用王水消解，称取风干、过筛的样品置于聚四氟乙烯消解内罐中，用少量蒸馏水润湿。在通风橱中，加入8mL现配王水，混匀使样品与消解液充分接触。按照HJ680—2013标准推荐的升温程序进行微波消解，消解完毕后，过滤，定容，根据样品砷含量分取后加盐酸、硫脲抗坏血酸定容测定。

电感耦合等离子体质谱法采用四酸消解，称取风干、过筛的样品于聚四氟乙烯消解内罐中，用少量实验用水润湿，加入9mL硝酸和3m盐酸，充分混匀将消解罐装入微波消解仪中。参照HJ1315—2023标准的升温程序进行微波消解，消解完毕后，将消解罐内的内容物全部转移至坩埚，加入2mL氢氟酸飞硅，之后加入1mL高氯酸，160~180℃继续加热至白烟几乎冒尽，稍冷，滴加少量1%硝酸溶液冲洗坩埚内壁，冷却至室温后，用1%硝酸溶液多次洗涤坩埚定容。

2.4样品的测定

测试样品时，分别按照HJ680—2013和HJ1315—2023标准方法建立曲线，测试空白样品、质控样品，实际样品和平行样。

3.结果与讨论

3.1标准曲线和检出限对比

按照标准配置曲线系列，在最佳工作条件下分别测试标准曲线，原子荧光法以浓度和荧光强度为横纵坐标绘制标准曲线，电感耦合等离子体质谱法以浓度和CPS比值为横纵坐标绘制标准曲线，依据文献[9]中方法检出限的一般确定方法，通过对最低浓度点连续7次测定，求得相对标准偏差，计算检出限结果详见表1，曲线线性关系良好，检出限均低于方法标准检出限。

3.2准确度和精密度对比

（1）准确度测定。用两种方法对中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所标准物质（GSS71、GSS-78、GSS-81）分别重复测定3次，测定结果详见表2。结果显示，两种方法测定土壤砷标准物质的相对误差均小于5%，且符合所测定标准物质的不确定度范围。

（2）精密度测定。用两种方法对三份实际样品进行测定，连续测试7次，求的平均值和相对标准偏差，结果详见表3，两种方法测得相对标准偏差均小于4%，精密度良好。

4.方法的选择

实际工作中，原子荧光法具有灵敏度高、方法简便易掌握等优点，消解过程一批大概1.5h。但原子荧光检测砷元素属于痕量检测，在低浓度时，存在良好的线性关系，而在较高浓度时，激发态原子发射的共振线自吸收严重，曲线发生弯曲，因此线性范围相对较窄。

电感耦合等离子体质谱法稳定性好、测定过程简单，线性范围宽，可同时测定除砷以外的十几种无机元素，但消解过程相对复杂一些，一批一般耗时4h，测定过程消耗氩气速度较快，仪器维护保养成本较高。

5.结论

由实验结果可知，原子荧光法和电感耦合等离子体质谱法均能准确测定土壤中砷含量，实验室可根据自身条件选择，本人建议若只需测定一种砷元素可考虑用原子荧光法，若需要多元素同时测定可考虑用电感耦合等离子体质谱法。

文章来源：[1]何丽英,尚瑞琦,符永鹏,等.两种测定土壤中砷含量的方法比较[J].清洗世界,2024,40(11):65-66+69.

产品说明、技术参数及配置

1.产品介绍

电感耦合等离子体质谱仪 (简称ICP-MS），是20世纪80年代发展起来的一种新的微量、痕量和超痕量元素分析技术。ICP-MS可测定元素周期表中大部分元素，且具有极低的检出限、极宽的动态线性范围、谱线简单、干扰少、精密度高、分析速度快等性能优势，上海是国内较早开发ICP-MS的厂家，拥有国内的ICP-MS研发团队，努力打造国内优质的ICP-MS产品。

2.性能特点

◇ 集成气路模块，减少气路接头，轻量化、模块化，保障仪器便于移动工作
◇自主研发的固态电源可以保证仪器在多种模式（如常规模式、冷等离子体模式）下运行，并且在同一方法中允许运行多种模式，节约大量分析时间及方便研究。
◇ 采用主流化市场设计，为用户特别是第三方检测用户大大节省了仪器占用空间，也为未来实现车载应用，增加了可能性。

◇中英文快速切换软件界面，“一键式”参数设置直观快捷，提高了用户的工作效率，也提供自动控制仪器及其附件的能力，完渼适应Windows 专业操作系统
◇遍布荃国的服务网络，我们10分钟响应、48小时内上门服务、客服中心随时跟踪服务、保证服务质量
3.应用领域
高校、质检中心、环境监测站、企业、农业系统、地质地矿、 环境保护、地质冶金、电子电器、食品安全、化工制药等。