王力君，陳秀娜，王 燕

（青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試應(yīng)用中心，青海 西寧 810008）

硒是動(dòng)植物和人體所必需的微量元素之一，在環(huán)境中呈不均勻的分散分布，但它對(duì)人類(lèi)的身體健康具有十分重要的意義[1]。硒作為一種人體所必需的微量元素，不僅具有緩解和減輕重金屬毒性的作用，同時(shí)還可以提高人的身體免疫力[2]。土壤中硒的形態(tài)分布會(huì)直接影響到動(dòng)植物對(duì)硒的可吸收程度[1]。有研究表明，富硒的土壤并不一定能生長(zhǎng)出富硒的農(nóng)作物，這是因?yàn)槲谕寥乐芯哂卸喾N存在形態(tài)，其中作物能夠吸收的硒才是有效態(tài)的硒，簡(jiǎn)稱(chēng)為有效硒。而總硒含量高的土壤和有效硒之間的分布關(guān)系并不是直接成正比關(guān)系的[1]。土壤中的總硒并非都可以被植物吸收和利用，若土壤中缺硒或少硒，顯而易見(jiàn)，植物是吸收不到硒的，這樣就不利于植物的生長(zhǎng)。有研究表明，土壤中的硒分為水溶態(tài)的硒，可交換態(tài)硒，有機(jī)結(jié)合態(tài)硒，殘?jiān)鼞B(tài)硒以及酸溶態(tài)硒，其中酸溶態(tài)硒又分為碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化態(tài)。其中水溶態(tài)和可交換態(tài)的硒可以較好的被植物吸收利用，又稱(chēng)為生物有效態(tài)硒。土壤的全硒含量不能直接反映土壤對(duì)植物的供硒水平，常用土壤有效硒的含量來(lái)反映土壤的供硒能力[3]。

目前，土壤中有效硒的含量測(cè)試還沒(méi)有統(tǒng)一的分析方法，一般采用氫化物原子熒光法[4]、HPLC-AFS法[1]來(lái)測(cè)定土壤中的有效硒。HPLC-AFS 法又稱(chēng)為元素形態(tài)分析儀法，它是利用高效液相和原子熒光串聯(lián)來(lái)測(cè)定不同價(jià)態(tài)元素的一種新的分析方法，該方法靈敏度高，省時(shí)，但儀器分析成本較高。因此，本文采用KH2PO4作為有效硒的浸提劑，將浸提后的溶液進(jìn)行微波消解，采用原子熒光法進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，最佳的條件為振蕩時(shí)間60min，振蕩頻率為1500r·min-1，該方法的準(zhǔn)確度和精密度滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的要求，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.82%～4.67%。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

AFS-8330 型原子熒光光度計(jì)（配有硒元素陰極燈北京吉天）；MARSXPress 微波消解儀（美國(guó)CEM）；恒溫電熱板（萊伯泰科）；HZ-9310KB 型恒溫振蕩器（江蘇盛藍(lán)儀器制造有限公司）；DD-5M 型低速離心機(jī)（湖南湘儀總廠）；BSA124S 型電子天平（賽多利斯）。

100mg·L-1硒標(biāo)準(zhǔn)溶液（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）；0.1mol·L-1KH2PO4（AR 天津百世化工有限公司）；HNO3（優(yōu)級(jí)純 蘇州晶瑞化學(xué)股份有限公司）；H2O2（AR 西隴科學(xué)有限公司）；HClO4（優(yōu)級(jí)純 天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司）；K3[Fe（CN）6]（AR 天津市化學(xué)試劑）；HCl（優(yōu)級(jí)純 蘇州晶瑞化學(xué)股份有限公司）；KBH4（AR 西隴科學(xué)有限公司）；KOH（AR 天津百世化工有限公司）；實(shí)驗(yàn)用水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 試樣制備 土壤樣品采集于青海海東市平安東村、中村、小峽鎮(zhèn)、下紅莊、高店鎮(zhèn)等地。去除大塊石子落葉等，置于室內(nèi)陰涼處自然風(fēng)干，然后分別過(guò)60、100 目篩，備用。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 稱(chēng)取1.000g 土壤樣品置于15mL離心管中，加入0.1mol·L-1KH2PO4溶液10mL，設(shè)定恒溫混勻儀30℃、1500r·min-1，振蕩60min。將振蕩后的溶液于離心機(jī)3000r·min-1離心15min，然后分取5mL 上清液置于微波消解管中，加入7mL HNO3，1mL H2O2，設(shè)定微波消解程序進(jìn)行消解，消解完畢后，取下消解管，在趕酸儀上設(shè)定溫度120℃進(jìn)行趕酸，加熱至近干，冷卻后加入HCl 溶液（6mol·L-1）5mL，繼續(xù)加熱至溶液變?yōu)闊o(wú)色清亮并伴有白煙出現(xiàn)，冷卻，轉(zhuǎn)移至10mL 比色管中，加入K3[Fe（CN）6]溶液（100g·L-1）1mL，用HCl 溶液（5%）定容，同時(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試 將加入100g·L-1K3[Fe（CN）6]后的HCl 的濃度為5%的混合溶液作為載流，以KBH4的含量為2%的堿溶液作為還原劑，將硒的標(biāo)準(zhǔn)溶液按照從低到高的順序分別測(cè)試，測(cè)定熒光強(qiáng)度，然后在此條件下，分別測(cè)試空白溶液和試樣溶液中的有效硒的熒光強(qiáng)度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)系列的熒光強(qiáng)度反算出土壤溶液中有效硒的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 土壤中全硒含量的分布

對(duì)青海海東市平安東村、中村、小峽鎮(zhèn)、下紅莊、高店鎮(zhèn)等地采集的土壤樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，土壤中全硒含量為小峽鎮(zhèn)：0.667～1.391mg·kg-1，下紅莊：0.374～0.574mg·kg-1，平安中村：0.310～0.421mg·kg-1，平 安 東 村：0.299～0.391mg·kg-1，高 店 鎮(zhèn)：0.291～0.361mg·kg-1，而我國(guó)土壤全硒含量的平均值在0.290mg·kg-1[3]，由此可見(jiàn)，青海海東地區(qū)中土壤全硒含量的最低值高于我國(guó)土壤全硒含量的平均值，可以為土壤長(zhǎng)期提供硒元素，也為富硒土壤的開(kāi)發(fā)利用奠定了基礎(chǔ)。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

取100mg·L-1的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液，用5%的HCl 逐級(jí)稀釋得到100ng·mL-1的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液。取6 個(gè)100mL的容量瓶，分別在容量瓶中加入K3[Fe（CN）6]溶液（100g·L-1）10mL，然后分別取100ng·mL-1的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0mL，用5%的稀HCl 定容至刻度，并搖勻得到不同濃度的硒標(biāo)準(zhǔn)系列。以熒光值為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線，校準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程與線性參數(shù)Fig.1 Linear equations and linear parameters of standard curve

由圖1 可見(jiàn)，該方法具有較好的線性范圍。

2.3 K3[Fe（CN）6]溶液的選擇

K3[Fe（CN）6]是常見(jiàn)的掩蔽劑之一，有研究表明，在食品試樣溶液中加入K3[Fe（CN）6]和不加入K3[Fe（CN）6]測(cè)定的結(jié)果和加標(biāo)回收率差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在基質(zhì)復(fù)雜的樣品中加入K3[Fe（CN）6]，不僅具有能夠增加熒光強(qiáng)度的作用，提高靈敏度，同時(shí)還能對(duì)Cu、Bi、Hg、As 等干擾元素起到非常好的掩蔽作用[5]。

2.4 浸提劑的選擇

2.5 振蕩時(shí)間的選擇

土壤中有效硒采用0.1mol·L-1的KH2PO4作為浸提劑，對(duì)5 個(gè)標(biāo)樣進(jìn)行浸提，振蕩時(shí)間分別設(shè)置為30，60，90，120min。

由表1 可見(jiàn)，當(dāng)振蕩時(shí)間為30min 時(shí)，土壤中有效硒含量較低，而振蕩時(shí)間為120min 時(shí)，土壤中有效硒含量則相對(duì)較高，這表明振蕩時(shí)間較短時(shí)，土壤標(biāo)樣中的有效硒不能被充分的浸提出來(lái)，而振蕩時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，浸提液中除了含有有效硒外，也可能存在其它狀態(tài)的硒導(dǎo)致測(cè)定的有效硒的值相對(duì)較高。而振蕩時(shí)間為60 和90min 的測(cè)定結(jié)果并無(wú)顯著的差異，因此，選擇耗時(shí)更短的振蕩時(shí)間60min。

表1 振蕩時(shí)間對(duì)有效硒測(cè)定結(jié)果的影響Tab.1 Influence of oscillation time on the determination results of available selenium

2.6 振蕩頻率試驗(yàn)

土壤中有效硒采用0.1mol·L-1的KH2PO4作為浸提劑，對(duì)5 個(gè)標(biāo)樣進(jìn)行浸提1.0h，分別選擇不同振蕩頻率的振蕩器進(jìn)行振蕩，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 振蕩頻率對(duì)有效硒測(cè)定結(jié)果的影響Tab.2 Influence of oscillation frequency on the determination results of available selenium

由表2 可知，當(dāng)選擇低速振蕩器振蕩頻率為180r·min-1時(shí)，由于振蕩速度較慢，導(dǎo)致浸提劑和樣品不能完全充分的混勻接觸，得到的有效硒的結(jié)果非常低；而選擇高速振蕩器振蕩頻率為1500r·min-1時(shí)，土壤中的有效硒能夠較為充分的浸提出來(lái)。因此，在浸提土壤有效硒時(shí)，需要選擇高速振蕩器。

2.7 微波消解與電熱板富集還原

翟建國(guó)等指出，為了能夠準(zhǔn)確的測(cè)定土壤中的有效硒，必須要對(duì)浸出液中的有機(jī)硒和有機(jī)質(zhì)進(jìn)行消解破壞，從而分解浸提液中的有機(jī)質(zhì)，并把有機(jī)硒轉(zhuǎn)化為六價(jià)硒[10]。土壤中有效硒采用0.1mol·L-1的KH2PO4作為浸提劑，對(duì)5 個(gè)青海海東市平安東村、中村、小峽鎮(zhèn)、下紅莊、高店鎮(zhèn)采集的實(shí)際樣品進(jìn)行浸提1.0h，分別采用微波消解和電熱板富集還原進(jìn)行前處理，將處理后的溶液上機(jī)重復(fù)測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)平均值見(jiàn)表3。

表3 前處理方式對(duì)有效硒測(cè)定結(jié)果的影響Tab.3 Effect of pretreatment methods on the determination results of available selenium

由表3 可知，當(dāng)采用微波消解進(jìn)行前處理時(shí)，土壤中有效硒含量的測(cè)定值略高。而采用電熱板富集還原進(jìn)行前處理時(shí)，土壤中有效硒含量的測(cè)定值較微波消解時(shí)降低。此外，在采用電熱板富集還原時(shí)進(jìn)行前處理較微波消解耗時(shí)更長(zhǎng)，因此，選擇微波消解作為土壤有效硒浸提后的前處理方式。

2.8 方法準(zhǔn)確度與精密度

國(guó)家土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的有效硒目前只有用稀HCl 浸提的有推薦值，ASA-4a 中其有效硒的推薦值為（6.8±1.2）μg·kg-1，采用稀HCl 浸提，其6 次平行實(shí)際測(cè)試的平均值為7.04μg·kg-1。土壤中有效硒按照最佳的條件進(jìn)行浸提測(cè)試（采用0.1mol·L-1的KH2PO4作為浸提劑，1500r·min-1進(jìn)行浸提1.0h），采用微波消解前處理，將處理后的溶液上機(jī)平行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 方法準(zhǔn)確度和精密度Tab.4 Accurancy and precision of method

由表4 可知，該方法的精密度為1.82%～4.67%，均小于10%，該方法的準(zhǔn)確度和精密度符合標(biāo)準(zhǔn)DD2005-03[11]的測(cè)定要求。

3 結(jié)論

本文采用0.1mol·L-1的KH2PO4作為浸提劑，氫化物原子熒光法測(cè)定富硒土壤中的有效硒，分別對(duì)振蕩時(shí)間、振蕩頻率以及前處理方式進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)方法準(zhǔn)確度及精密度進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，最佳測(cè)試條件為振蕩時(shí)間60min，振蕩頻率為1500r·min-1，該方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性良好，準(zhǔn)確度和精密度滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)的要求，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.82%～4.67%。