第一部分
背景介绍
近期为掌握国家网环境监测质量管理水平,促进成员单位监测技术水平的提升,保证监测数据质量,根据《2025年国家生态环境监测方案》(环办监测函〔2025〕90号)和《关于发布2025年国家环境监测网实验室能力考核计划的通知》(总站质管字〔2025〕15号)的要求,中国环境监测总站(以下简称“总站”)将开展土壤中砷、汞实验室能力考核(2025年第三轮)。
所检测的砷和汞都是具有极强生物毒性的重金属元素。
砷(As):俗称“砒霜”的主要成分。长期暴露于低剂量的砷会导致慢性中毒,引发皮肤病变、神经损伤、心血管疾病,并是国际癌症研究机构(IARC)认定的一类致癌物,可导致皮肤癌、肺癌等。
汞(Hg):尤其是甲基汞,对人体神经系统有极强的破坏性。著名的“水俣病”就是甲基汞中毒引起的。它会影响大脑发育(对儿童尤其危险),导致认知和运动功能障碍。
土壤-农作物-人体 pathway(路径):如果土壤被砷、汞污染,这些重金属会被农作物(如水稻、蔬菜)吸收并富集。人们长期食用这些被污染的农产品,毒素就会在体内累积,最终危害健康。测定土壤含量是确保“舌尖上的安全”的第一道防线。
测定土壤含量是保障饮食安全的重要关卡,同样也是评估整个生态系统健康状况和潜在风险的基础,为此,利用其自主研发生产的原子荧光光度计(型号:AFS-2000),可对土壤中的砷和汞等重金属元素展开检测工作,以下是该仪器处理流程以及实验结果供参考。
第二部分
01
参考标准
02
仪器设备
(1)原子荧光光度计(,型号:AFS-2000)
(2)电热板(Lab Tech公司,型号:EH45S)
(3)恒温水浴锅
(4)采样器皿
(5)实验室常用玻璃器皿
03
实验前处理
(1)微波消解法:称取0.25 g的土壤样品置于消解罐中,在通风橱中,先加入6 mL盐酸,再缓慢加入2 mL硝酸,混匀,使样品和消解液充分接触。将消解罐装入支架后放入微波消解仪的炉腔中,按照土壤的升温程序进行微波消解,结束后冷却到室温,在通风橱取出,缓慢泄压放气。将消解罐中的样品及溶液转移到50 mL容量瓶(提前置于20%硝酸中浸泡过夜)中,去离子水洗涤消解罐内的沉淀,并将洗涤液合并转入容量瓶,最后用水定容到标线,摇匀,静置。
(2)王水水浴消解法:称取0.2 g的土壤样品置于50 mL比色管中(提前置于20%硝酸中浸泡过夜),加入10 mL王水(1+1),加盖摇匀,放置沸水浴中消解2 h,期间摇动1-2次并开盖放气,取出冷却,用水定至刻度线,混匀,待测。
汞的测试:待样品完全沉淀后,取上清液于10 mL离心管内,根据样品中的汞含量用载流稀释相应的倍数,直接测定汞的含量。
砷的测试:取上清液于10 mL的比色管中,加入1 mL的100 g/L硫脲溶液,混匀,静置30 min,根据样品中的砷含量用载流稀释相应的倍数,然后测量。
04
检测结果
表1 仪器条件
灯电流(mA):30-40 | 负高压(V):270 |
载气流量(mL/min):400 | 屏蔽气流量(mL/min):800 |
载流:5%(V/V)盐酸溶液 | 泵速(r/min):60 |
还原剂:2%KBH4+0.5%KOH |
表2 标准曲线
测试元素 | 线性范围μg/L | 标准曲线 | R |
汞 | 0.1-1 | y=1619.574x+5.879 | 0.9999 |
砷 | 1-10 | y=144.143x-1.836 | 0.9999 |
图1Hg元素标准曲线
图2 As元素标准曲线
2、液体质控检测结果
对砷和汞的液体质控进行测试,测试结果如下,可以看出,两种元素的质控均在要求的范围内,说明标准曲线可以用于后续测试。
表3 液体质控样测试结果
3、土壤质控及未知样品检测结果
按照微波消解法和王水水浴消解法的样品消解步骤对土壤质控GSS-34、未知土壤、红土和黑土进行前处理,每个样品做三个平行,采用原子荧光进行测定,实验结果如表4~表7所示。根据表4和表6可以看出,两种方法测试土壤质控GSS-34中汞和砷的结果均在要求的范围内。采用配对样品t检验判定两种消解方法的测定结果是否具有显著差异,如表5和表7所示,对7组土壤样品的汞和砷元素进行检测,测定结果计算得到的检验统计量t值对应的双侧检验P值范围分别为0.10~0.20和0.05~0.10,均大于α(显著性水平)=0.05,说明两种方法的测试结果没有显著差异。以上两种实验结果都说明了土壤样品采用微波消解法和王水水浴消解法是有效并且可行的。
表4 土壤质控中汞的检测结果
表5 未知土壤样品中汞的检测结果
表6 土壤质控中砷的检测结果
表7 未知土壤样品中砷的检测结果
05
总结
国以民为本,民以食为天,食以安为先。土壤中的砷、汞等重金属污染直接关系到农产品的安全品质,是危及人民群众身体健康和生命安全的“隐形杀手”。因此,对土壤中砷、汞含量进行精准、高效的检测,绝非一项普通的分析任务,而是一项关乎国计民生的重中之重的基础性工作。
这不仅是环境监测的技术要求,更是我们践行“人民至上、生命至上”理念的庄严承诺。我们必须以高度的责任感和最严谨的科学态度,运用如原子荧光光度计等先进可靠的检测手段,构筑起从田间地头到百姓餐桌的第一道坚固防线。通过提供精准无误的检测数据,我们能为土壤污染防治与安全利用提供决策依据,从源头杜绝污染物进入食物链,切实守护好千家万户“舌尖上的安全”。
保障土壤健康,就是保障农业生产的根基,就是保障我们每一个人、每一个家庭的健康未来。为此,我们必须坚定不移地将人民身体健康放在首位,将精准检测进行到底,为人民安居乐业和社会的可持续发展保驾护航。
END
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