Обзор стандарта
GB/T 17135-1997 — это национальный стандарт Китая, устанавливающий метод определения общего мышьяка в почве — спектрофотометрический метод с боргидридом калия и нитратом серебра. Стандарт применим для определения содержания общего мышьяка в различных типах почв, отличается высокой чувствительностью и низким уровнем помех и является одним из распространённых методов экологического мониторинга и обследования загрязнения почв.
Стандарт был опубликован бывшим Государственным управлением по техническому надзору и с момента введения в действие в 1998 году играет важную роль в области мониторинга почвенной среды. Ниже приведено подробное разъяснение принципа метода, реагентов, приборов и этапов анализа.
Принцип метода
После кислотного разложения почвенной пробы содержащийся в ней мышьяк переходит в пятивалентное состояние. В кислой среде с помощью боргидрида калия пятивалентный мышьяк восстанавливается до газообразного арсина (AsH₃). Образующийся арсин поглощается поглощающим раствором нитрата серебра — поливинилового спирта — этанола, где происходит реакция восстановления с образованием серебряного золя, придающего раствору жёлтую окраску.
Оптическую плотность измеряют при длине волны 400 нм; оптическая плотность пропорциональна содержанию мышьяка, что позволяет количественно определить общее содержание мышьяка в почве. Метод обладает высокой чувствительностью, предел обнаружения достигает 0,1 мг/кг.
Реагенты и приборы
Основные реагенты
- Азотная кислота (высокой чистоты)
- Серная кислота (высокой чистоты)
- Хлорная кислота (высокой чистоты)
- Раствор боргидрида калия: отвесить необходимое количество боргидрида калия, растворить в 0,5% растворе гидроксида натрия, готовить непосредственно перед использованием.
- Поглощающий раствор нитрата серебра — поливинилового спирта — этанола: хранить в защищённом от света месте, срок годности около одной недели.
- Стандартный раствор мышьяка: готовят из триоксида мышьяка, последовательным разбавлением.
Основные приборы
- Спектрофотометр: диапазон длин волн с охватом 400 нм, с кюветой 1 см.
- Устройство для получения арсина: включает реакционный сосуд, газоотводную трубку и поглотительную трубку.
- Термостатированная водяная баня: точность поддержания температуры ±1 °C.
- Аналитические весы: дискретность 0,0001 г.
Этапы анализа
Пробоподготовка
- Почвенную пробу высушить на воздухе, измельчить, просеять через нейлоновое сито 100 меш.
- Отвесить 0,5 г (с точностью до 0,0001 г) пробы в колбу для разложения.
- Добавить 10 мл смеси азотной и хлорной кислот (объёмное соотношение 4:1), оставить на ночь.
- Нагревать для разложения до осветления раствора, упарить кислоту почти досуха, растворить остаток в 5% серной кислоте, довести до метки и подготовить к измерению.
Построение градуировочного графика
- Отобрать пипеткой 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 мл стандартного раствора мышьяка (1 мкг/мл) в реакционные колбы.
- Добавить 5% серную кислоту до общего объёма 10 мл.
- Добавить 2 мл раствора боргидрида калия, немедленно присоединить поглотительную трубку, выдержать реакцию 10 минут.
- Измерить оптическую плотность при 400 нм относительно холостой пробы реагентов, построить градуировочный график.
Измерение проб
- Отобрать пипеткой необходимое количество раствора после разложения (с содержанием мышьяка 0,5–5 мкг) в реакционную колбу, добавить 5% серную кислоту до 10 мл.
- Далее выполнять те же операции, что и при построении градуировочного графика.
- По градуировочному графику рассчитать содержание мышьяка.
Расчёт результатов
Общее содержание мышьяка в почве (мг/кг) рассчитывают по формуле:
ω(As) = (m₁ - m₀) × V / (V₁ × m)
- m₁: масса мышьяка в пробе, найденная по градуировочному графику (мкг)
- m₀: масса мышьяка в холостой пробе (мкг)
- V: объём раствора после разложения, доведённый до метки (мл)
- V₁: объём аликвоты, взятый для измерения (мл)
- m: масса навески почвенной пробы (г)
Меры предосторожности
- Раствор боргидрида калия необходимо готовить непосредственно перед использованием во избежание потери активности.
- Газ арсин токсичен, работы следует проводить в вытяжном шкафу.
- В процессе разложения не допускать выпаривания досуха во избежание потерь мышьяка.
- Поглощающий раствор нитрата серебра разлагается на свету, его следует хранить в защищённом от света месте.
- Если почвенная проба содержит сульфиды, органические вещества и другие мешающие компоненты, необходимо соответственно увеличить время разложения или применить другие методы предварительной обработки.
Особенности и применимость метода
| Показатель | Описание |
|---|---|
| Предел обнаружения | 0,1 мг/кг |
| Диапазон определения | 0,5–5 мкг мышьяка |
| Прецизионность | относительное стандартное отклонение ≤5% |
| Помехи | сульфиды, сурьма, висмут и др. мешают, требуется устранение |
| Применимость | различные типы почв, особенно подходит для анализа больших партий проб |
Метод прост в выполнении и относительно недорог, подходит для рутинных лабораторных исследований. По сравнению с атомно-флуоресцентным методом его чувствительность несколько ниже, но он не требует дорогостоящего оборудования и легко внедряется.
Для просмотра оригинального текста стандарта скачайте PDF-файл: