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摘要：随着现代工农业的发展，农业土壤大部分受到砷汞等重金属元素的污染。土壤中砷和汞的污染途径是多方面的，如工业生产中有色金属冶炼排放的烟雾、含砷农药的使用、冶炼过程中使用汞的企业排放的废气等，都会对土壤造成重金属污染，重金属不但造成土壤的污染，而且使得农作物体内含量过高。本文主要探讨农业土壤中砷和汞的测试方法。
关键词：重金属；砷汞；测试
1、土壤重金属砷汞的概述
一般情况下，比重>5的金属称为重金属，土壤污染中的重金属主要指汞、镉、铅、铬等金属以及砷等具有显著生物毒性的类金属，同时也指铜、钴、锌、镍、锡等具有一定毒性的重金属。重金属对土壤的污染短期内很难恢复，土壤中的重金属可能会通过相关食物链进入农产品，影响到农产品的质量安全，因此可能会严重危及到人类健康、生存和发展，因而对土壤中主要重金属的含量进行检测是十分必要的。
2、土壤重金属砷和汞的常规测试方法
2.1 原子吸收光谱法
原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度分析法，是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法，是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。其基本原理是从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，通过原子化器中待测元素的原子蒸汽时，部分被吸收，透过的部分经分光系统和检测系统即可测得该特征谱线被吸收的程度即吸光度，根据吸光度与该元素的原子浓度成线性关系，即可求出待测物的含量。原子吸收光谱法应用于土壤重金属检测中的优点是：选择性强、灵敏度高、分析范围广、抗干扰能力强、精密度高。其不足之处有多元素同时测定有困难，对非金属及难熔元素的测定尚有困难，对复杂样品分析干扰也较严重，石墨炉原子吸收分析的重现性较差。
2.2 原子发射光谱法
原子发射光谱法与原子吸收光谱法恰好相反，某元素原子的价电子受到激发跃迁到激发态，然后从激发态回到较低基态时，会以辐射的方式释放出其激发能产生的光谱，利用各元素原子的发射光谱来分析物质的组成成分，从而测定该元素含量。该方法的选择性强、灵敏度好，近年来通过使用电感耦合等离子体（ICP）作为光源，整合使用，称之为电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP—AES），应用于多个领域的液、固成分分析。但该法使用的仪器设备较为昂贵，大部分基层检测机构无法承受相应的高额购买费用。
2.3 原子荧光光谱法
原子荧光光谱法是以原子在辐射能量分析的发射光谱分析法。利用激发光源发出的特征发射光照射一定浓度的待测元素的原子蒸气，使之产生原子荧光，在一定条件下，荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循Lambert-Beer定律，通过测定荧光的强度即可求出待测样品中该元素的含量。原子荧光光譜法具有原子吸收和原子发射两种分析方法的优势，并且克服了这2种方法在某些地方的不足。该法的优点是灵敏度高，目前已有20多种元素的检出限优于原子吸收光谱法和原子发射光谱法；谱线简单；在低浓度时校准曲线的线性范围宽达3-5个数量级，特别是用激光做激发光源时更佳，但其存在荧光淬灭效应，散射光干扰等问题。我国对该法的研究处在世界领先水平，主要用于砷、汞、硒、铅的测定。
3、土壤重金属砷和汞的具体测试
原子荧光光度法（ARS）仪器结构简单、灵敏度高、气相干扰少，可多元素同时分析，特别对As、Hg、Sn等荧光谱线介于200—290mm的元素显示更好的分析性能，下面具体介绍水浴消解-原子荧光光度法测定土壤中的砷和汞。
3.1 试料前期处理
称0.2500g样品于25ml干燥的比色管中，加入新配制的1+1王水5.0ml ，摇均后放于沸水浴中溶解1.5小时，每隔30分钟摇动一次（必须将下面的沉淀全部摇起），取出冷却，用水稀至刻度，加塞，摇匀。
3.2 样品的测定
使用XGY-1011A型原子荧光分光光度计进行汞的测定（由于汞原子易挥发，所以元素的测试应在开盖后尽快进行），测试完毕后将溶液放置澄清，加入抗坏血酸和硫脲溶液（保持溶液中浓度为5%）进行还原，30分钟后于AFS9800型原子荧光光度计上进行砷的测定。
4、整个实验所要注意的事项
我国有不同种类的土壤，在成土的母质上还有成土的过程上都会有很多的不同，在进行土壤测定的时候必须对这个因素进行考量。由于铪对仪器喷头会有腐蚀，在进行消解之后在电热板上必须要挥发，目的是用来将多数的镉进行清除。在蒸发的时候接近快干的时候，溶解物是粘稠状态的，当试样蒸干的时候，那么许多元素测出来的结果比实际值是偏低的，在整个过程中还要注意整个实验的环境，尽量去避免整个实验环境对实验结果的影响。还要注意加热板的温度要控制在二百摄氏度以下，否则进行实验的实验杯会由于高温而发生变形；土壤的分解容器内一定要全部都浸湿，不然在进行微波加热时两者会产生的剧烈反应，导致爆炸。我们在用石墨炉对消解后的铪进行测定时，需要加入硝酸镁和磷酸二氢铵当做基体的一个改进剂。整个实验要测定土壤的含水量，最后的结果只有去除了含水量才是准确的。
5、结束语
采用水浴消解-原子荧光法测定土壤中的砷和汞，通过对国家一级标准物质GSD-2a， GSD-3a，GSD-5a，GSD-8a的测定均获得良好的结果。结果检出限、精密度、准确度均符合标准，综上所述，采用水浴消解-原子荧光法测定土壤中的砷和汞，操作简单，准确度，精密度高，能够满足实际样品分析的要求。通过具体的测定实例，我们可以得到用此方法对土壤当中的砷和汞进行测定，具有很多优点这里包括有检测的结果相对准确、分析的速度较快而且精密度非常高。而且此方法在操作起来更加快速、高效、准确而且干扰少所以我们可以说原子荧光光谱法测定大批土壤样品中砷和汞的含量提供了一个非常好的方法。
参考文献：
[1]程素敏， 王娟， 张岩，等. 土壤样品中砷的形态分析方法研究[J].中国无机分析化学， 2016，6（1）：17-21.
[2]李雨奎， 笪婷婷. 土壤中重金属砷赋存形态和检测方法研究进展[J].安徽农业科学，2017，45（21）：123-125.
[3]熊伟.氢化物—原子荧光法测定土壤中痕量汞[J].光谱学与光谱分析，2016，21（3）：382-383.
[4]梁延鹏，张力，钱建平，等. 氢化物-冷原子吸收法测定土壤和植物中的汞[J].中国测试，2016，32（6）：12-14.
[5]李永福.原子荧光法测定土壤中痕量砷和汞[J]. 化学工程师，2016，30（11）：26-28.
[6]肖文平.原子荧光法同时测定土壤中的砷和汞元素含量[J].科技与创新，2017，30（3）：154-155.
（作者单位：黑龙江省第六地质勘察院）
关键词：重金属；砷汞；测试
1、土壤重金属砷汞的概述
一般情况下，比重>5的金属称为重金属，土壤污染中的重金属主要指汞、镉、铅、铬等金属以及砷等具有显著生物毒性的类金属，同时也指铜、钴、锌、镍、锡等具有一定毒性的重金属。重金属对土壤的污染短期内很难恢复，土壤中的重金属可能会通过相关食物链进入农产品，影响到农产品的质量安全，因此可能会严重危及到人类健康、生存和发展，因而对土壤中主要重金属的含量进行检测是十分必要的。
2、土壤重金属砷和汞的常规测试方法
2.1 原子吸收光谱法
原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度分析法，是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法，是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。其基本原理是从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，通过原子化器中待测元素的原子蒸汽时，部分被吸收，透过的部分经分光系统和检测系统即可测得该特征谱线被吸收的程度即吸光度，根据吸光度与该元素的原子浓度成线性关系，即可求出待测物的含量。原子吸收光谱法应用于土壤重金属检测中的优点是：选择性强、灵敏度高、分析范围广、抗干扰能力强、精密度高。其不足之处有多元素同时测定有困难，对非金属及难熔元素的测定尚有困难，对复杂样品分析干扰也较严重，石墨炉原子吸收分析的重现性较差。
2.2 原子发射光谱法
原子发射光谱法与原子吸收光谱法恰好相反，某元素原子的价电子受到激发跃迁到激发态，然后从激发态回到较低基态时，会以辐射的方式释放出其激发能产生的光谱，利用各元素原子的发射光谱来分析物质的组成成分，从而测定该元素含量。该方法的选择性强、灵敏度好，近年来通过使用电感耦合等离子体（ICP）作为光源，整合使用，称之为电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP—AES），应用于多个领域的液、固成分分析。但该法使用的仪器设备较为昂贵，大部分基层检测机构无法承受相应的高额购买费用。
2.3 原子荧光光谱法
原子荧光光谱法是以原子在辐射能量分析的发射光谱分析法。利用激发光源发出的特征发射光照射一定浓度的待测元素的原子蒸气，使之产生原子荧光，在一定条件下，荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循Lambert-Beer定律，通过测定荧光的强度即可求出待测样品中该元素的含量。原子荧光光譜法具有原子吸收和原子发射两种分析方法的优势，并且克服了这2种方法在某些地方的不足。该法的优点是灵敏度高，目前已有20多种元素的检出限优于原子吸收光谱法和原子发射光谱法；谱线简单；在低浓度时校准曲线的线性范围宽达3-5个数量级，特别是用激光做激发光源时更佳，但其存在荧光淬灭效应，散射光干扰等问题。我国对该法的研究处在世界领先水平，主要用于砷、汞、硒、铅的测定。
3、土壤重金属砷和汞的具体测试
原子荧光光度法（ARS）仪器结构简单、灵敏度高、气相干扰少，可多元素同时分析，特别对As、Hg、Sn等荧光谱线介于200—290mm的元素显示更好的分析性能，下面具体介绍水浴消解-原子荧光光度法测定土壤中的砷和汞。
3.1 试料前期处理
称0.2500g样品于25ml干燥的比色管中，加入新配制的1+1王水5.0ml ，摇均后放于沸水浴中溶解1.5小时，每隔30分钟摇动一次（必须将下面的沉淀全部摇起），取出冷却，用水稀至刻度，加塞，摇匀。
3.2 样品的测定
使用XGY-1011A型原子荧光分光光度计进行汞的测定（由于汞原子易挥发，所以元素的测试应在开盖后尽快进行），测试完毕后将溶液放置澄清，加入抗坏血酸和硫脲溶液（保持溶液中浓度为5%）进行还原，30分钟后于AFS9800型原子荧光光度计上进行砷的测定。
4、整个实验所要注意的事项
我国有不同种类的土壤，在成土的母质上还有成土的过程上都会有很多的不同，在进行土壤测定的时候必须对这个因素进行考量。由于铪对仪器喷头会有腐蚀，在进行消解之后在电热板上必须要挥发，目的是用来将多数的镉进行清除。在蒸发的时候接近快干的时候，溶解物是粘稠状态的，当试样蒸干的时候，那么许多元素测出来的结果比实际值是偏低的，在整个过程中还要注意整个实验的环境，尽量去避免整个实验环境对实验结果的影响。还要注意加热板的温度要控制在二百摄氏度以下，否则进行实验的实验杯会由于高温而发生变形；土壤的分解容器内一定要全部都浸湿，不然在进行微波加热时两者会产生的剧烈反应，导致爆炸。我们在用石墨炉对消解后的铪进行测定时，需要加入硝酸镁和磷酸二氢铵当做基体的一个改进剂。整个实验要测定土壤的含水量，最后的结果只有去除了含水量才是准确的。
5、结束语
采用水浴消解-原子荧光法测定土壤中的砷和汞，通过对国家一级标准物质GSD-2a， GSD-3a，GSD-5a，GSD-8a的测定均获得良好的结果。结果检出限、精密度、准确度均符合标准，综上所述，采用水浴消解-原子荧光法测定土壤中的砷和汞，操作简单，准确度，精密度高，能够满足实际样品分析的要求。通过具体的测定实例，我们可以得到用此方法对土壤当中的砷和汞进行测定，具有很多优点这里包括有检测的结果相对准确、分析的速度较快而且精密度非常高。而且此方法在操作起来更加快速、高效、准确而且干扰少所以我们可以说原子荧光光谱法测定大批土壤样品中砷和汞的含量提供了一个非常好的方法。
参考文献：
[1]程素敏， 王娟， 张岩，等. 土壤样品中砷的形态分析方法研究[J].中国无机分析化学， 2016，6（1）：17-21.
[2]李雨奎， 笪婷婷. 土壤中重金属砷赋存形态和检测方法研究进展[J].安徽农业科学，2017，45（21）：123-125.
[3]熊伟.氢化物—原子荧光法测定土壤中痕量汞[J].光谱学与光谱分析，2016，21（3）：382-383.
[4]梁延鹏，张力，钱建平，等. 氢化物-冷原子吸收法测定土壤和植物中的汞[J].中国测试，2016，32（6）：12-14.
[5]李永福.原子荧光法测定土壤中痕量砷和汞[J]. 化学工程师，2016，30（11）：26-28.
[6]肖文平.原子荧光法同时测定土壤中的砷和汞元素含量[J].科技与创新，2017，30（3）：154-155.
（作者单位：黑龙江省第六地质勘察院）