[0001] 本发明属于地质样品检测分析技术领域，具体涉及一种用于原子荧光法检测环境样品中总砷、总锑的混合添加剂的制备方法。本发明可广泛应用于海洋地质、海洋矿产、海洋调查等领域，亦可应用于地矿、环保、医药、材料、化工、高校、研究院所等与海洋环境样品相关的分析、测试、研究、教学等领域。

[0002] 近年来，随着地质调查及科学研究的不断深入，对于环境样品的检测需求也在不断增加。环境样品包括土壤沉积物和海洋沉积物等固体样品，海洋沉积物是各种海洋沉积作用所形成的海底沉积物的总称，是以海水为介质沉积在海底的物质，而如何迅速、高效、准确地测试环境样品中的总砷、总锑的需求日益凸显。

[0003] 目前，在进行环境样品中总砷、总锑的检测时，需将待测样品制成消解液，即，将待测样品研细成粉末，加入王水于沸水浴中处理两小时。此时样品中待测元素(总砷和/或总锑)已完全进入溶液中，然后必须向该溶液中依次加入还原剂(硫脲)、防水解剂、酸度剂、掩蔽剂(Vc溶液)等试剂。但是，上述各试剂的配制原理、配制步骤之间存在化学物理性质相互抵触、相互排斥、相互影响的情况，如果机械地配制成一份溶液，其性质将发生本质变化，失去原有效果。

[0004] 因此，现有的做法有两种：一种是分别配制上述还原剂、防水解剂、酸度剂、掩蔽剂四种试剂溶液，在使用时逐次加入这四种试剂溶液；另一种是将还原剂和掩蔽剂同时配制，这种做法的问题是必须常温配制，由于硫脲在常温去离子水中溶解度较低，而Vc又不能加热，为溶解完全需要长时间搅拌，以配制2000mL为例，一般需要数小时以上，耗费时间，而另外两种试剂(防水解剂和酸度)，则与第一种做法的要求相同，需要单独配制。

[0005] 现有方法主要有以下四个缺陷：

[0006] 一是配制复杂且原理相互抵触。硫脲试剂微溶于冷水，易溶于热水，因此该溶液的配制需要将溶液加热至近沸腾；Vc溶液的配制不能加热，并需要长时间搅拌，温度稍高则发生分解氧化反应失去效果；盐酸(酸度剂)稀释时会放热；酒石酸(防水解剂)溶液在配制时应严格控制温度为室温，温度过高会发生聚合化学反应，生成偏酒石酸。综合分析上述情况可知，硫脲溶液、Vc溶液、酒石酸溶液、盐酸溶液，都需要分别配制，如果称量后一并加入容器中进行配制，那么加热溶液会相互影响，并失去效果，而如果不加热，硫脲形成晶体，沉淀在容器底部，也会失去效果。

[0007] 二是配制时间长，流程繁琐。四种溶液分别配制所需要的时间较长，那么相应的就会使测试的流程变长，而砷和锑元素测试技术的前处理时间却不易过长，因此，为了解决这一问题，一般是增加化学工程师，多人同时合作完成，造成人力资源的浪费。

[0008] 三是配制容器多，从而增加污染风险。砷、锑元素与硒、汞、铋元素，在地化测试行业内一般称为易挥发元素，主要原因是此类元素在前处理过程中容易挥发。这种特性容易导致污染事故的发生，而现有方法采用分别配制的操作，会涉及更多器皿和更多人工，增加污染的风险，进而导致测试结果出现误差。

[0009] 四是不易分装，限制技术发展。由于砷、锑元素属于易挥发元素，未经前处理的样品从野外带回实验室的过程中，极易发生变化。但是，如果能够在野外现场直接对样品进行前处理，将砷、锑元素的含量稳固在容器中，那么将更有效规避该风险。现有技术无法制成混合试剂，不具备分装条件，不能实现野外测试，成为该测试技术向非实验室环境的发展的重要瓶颈之一。

[0010] 为了解决上述问题，本发明从原理入手，寻求研发一种全新的添加剂配制方法。

[0038] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0039] 实施例1

[0040] 本实施例提供了一种用于原子荧光法检测环境样品中总砷、总锑的混合添加剂的制备方法，以配制2000mL混合试剂为例，采用直径为10cm，高为25cm的高温玻璃烧杯作为配制溶液的容器。包括如下步骤：

[0041] 配制开始前，取试剂瓶将800mL去离子水置于冰箱冷藏中恒温10℃，备用。

[0042] (1)将700mL去离子水加入特定烧杯(配制2000mL特制烧杯)中，称取50g分析纯硫脲试剂加入烧杯内，以小电炉500℃加热。此处注意，将硫脲倒入烧杯后，一直到将烧杯置于小电炉上之前，须保证烧杯内溶液处于静止状态，加热过程中，亦不得对烧杯内溶液进行任何晃动或搅拌等外部操作，同时随时观察烧杯底部，加热约3分钟后，烧杯底部的硫脲颗粒呈蒸腾状，并全部溶解时，即刻取下烧杯，用长玻璃棒迅速搅拌10s。

[0043] (2)取出冰箱中试剂瓶，将备用的800mL去离子水全部缓缓加入步骤(1)的烧杯中，为防止硫脲析出，加入过程应均匀缓慢，加入时长必须控制在2分钟以上，加入的同时用长玻璃棒快速搅拌，加入完毕，此时溶液温度略低于室温范围。

[0044] (3)缓缓加入500mL优级纯盐酸，加入时间控制在1分钟以上，边加边用玻璃棒快速搅拌，混合均匀，此时溶液温度在室温范围内。

[0045] (4)称取50g酒石酸固体试剂，加入此特制容器中，以玻璃棒快速搅拌溶解。

[0046] (5)称取25g Vc抗坏血酸固体试剂，加入此特制容器中，快速搅拌溶解，混合添加剂配制完毕。

[0047] 配制得到的混合添加剂的使用方法如下：

[0048] 实验室环境使用时，以瓶口移液器直接定量加入，摇匀上机测试。

[0049] 例如：待测溶液为2mL，则加入8mL混合添加剂为宜。

[0050] 混合添加剂的保质期：该混合添加剂从配制结束到加入待测溶液，实验室内不得超过24小时(一天)。

[0051] 非实验室环境使用时，可将混合添加剂提前装入一次性塑料封口袋(内部为白银色反光亮面)中。分装量可根据检测需要设计，如待测水体为2mL，则以每袋8mL混合试剂为宜。

[0052] 在户外环境下，取环境水体2mL，加入8mL添加剂，混匀。

[0053] 保质期：装袋后，非实验室环境下使用不得超过72小时(三天)。

[0054] 实施例2

[0055] 本实施例提供了一种用于原子荧光法检测环境样品中总砷、总锑的混合添加剂的制备方法，同样采用直径与高的比例为2：5的高温圆柱形玻璃烧杯。制备方法包括如下步骤：

[0056] 配制开始前，取试剂瓶将1600m去离子水置于冰箱冷藏中恒温8℃，备用。

[0057] (1)将1400mL去离子水加入特定烧杯中，称取100g分析纯硫脲试剂加入烧杯内，以小电炉550℃加热。此处注意，将硫脲倒入烧杯后，一直到将烧杯置于小电炉上之前，须保证烧杯内溶液处于静止状态，加热过程中，亦不得对烧杯内溶液进行任何晃动或搅拌等外部操作，同时随时观察烧杯底部，加热5分钟后，烧杯底部的硫脲颗粒呈蒸腾状，并全部溶解时，即刻取下烧杯，用长玻璃棒迅速搅拌8s。

[0058] (2)取出冰箱中试剂瓶，将备用的1600mL去离子水全部缓缓加入步骤(1)的烧杯中，为防止硫脲析出，加入过程应均匀缓慢，加入时长必须控制在2分钟以上，加入的同时用长玻璃棒快速搅拌，加入完毕，此时溶液温度略低于室温范围。

[0059] (3)缓缓加入1000mL优级纯盐酸，加入时间控制在1分钟以上，边加边用玻璃棒快速搅拌，混合均匀，此时溶液温度在室温范围内。

[0060] (4)称取100g酒石酸固体试剂，加入此特制容器中，以玻璃棒快速搅拌溶解。

[0061] (5)称取50g Vc抗坏血酸固体试剂，加入此特制容器中，快速搅拌溶解，混合添加剂配制完毕。

[0062] 实施例3

[0063] 本实施例提供了一种用于原子荧光法检测环境样品中总砷、总锑的混合添加剂的制备方法，同样采用直径与高的比例为2：5的高温圆柱形玻璃烧杯。制备方法包括如下步骤：

[0064] 配制开始前，取试剂瓶将400mL去离子水置于冰箱冷藏中恒温12℃，备用。

[0065] (1)将350mL去离子水加入特定烧杯中，称取24g分析纯硫脲试剂加入烧杯内，以小电炉450℃加热。此处注意，将硫脲倒入烧杯后，一直到将烧杯置于小电炉上之前，须保证烧杯内溶液处于静止状态，加热过程中，亦不得对烧杯内溶液进行任何晃动或搅拌等外部操作，同时随时观察烧杯底部，加热2分钟后，烧杯底部的硫脲颗粒呈蒸腾状，并全部溶解时，即刻取下烧杯，用长玻璃棒迅速搅拌9s。

[0066] (2)取出冰箱中试剂瓶，将备用的400mL去离子水全部缓缓加入步骤(1)的烧杯中，为防止硫脲析出，加入过程应均匀缓慢，加入时长必须控制在2分钟以上，加入的同时用长玻璃棒快速搅拌，加入完毕，此时溶液温度略低于室温范围。

[0067] (3)缓缓加入240mL优级纯盐酸，加入时间控制在1分钟以上，边加边用玻璃棒快速搅拌，混合均匀，此时溶液温度在室温范围内。

[0068] (4)称取24g酒石酸固体试剂，加入此特制容器中，以玻璃棒快速搅拌溶解。

[0069] (5)称取12g Vc抗坏血酸固体试剂，加入此特制容器中，快速搅拌溶解，混合添加剂配制完毕。

[0070] 试验例1

[0071] 如图1所示，本实验提供了三种不同尺寸的烧杯，以小电炉加热溶解硫脲试剂，然后进行对比分析。

[0072] 第一种为普通尺寸烧杯(参见图1中a)，图片中的实线为溶液液面，虚线为加热过程中的隔热线，普通烧杯加入700mL去离子水后，体积平铺于烧杯底部，接触小电炉面积大，受热面积大，液面高度低，加热过程中，不搅拌的情况下，热量在溶液内向上传导快，当硫脲全部溶解时，上部溶液温度也一并变高，溶液上下层温差较小，再行搅拌，烧杯内溶液整体温度偏高，不利于后续操作。

[0073] 第二种为本发明特制尺寸烧杯(参见图1中b)，即直径与高的比例为2：5。在不搅拌的情况下，溶液内热量向上传导变慢，底部硫脲完全溶解时，上部溶液仍处于略高于室温的状态，溶液上下层温差较大。当硫脲全部溶解，取下烧杯进行搅拌时，可以得到理想温度的溶液，有利于后续操作。

[0074] 第三种的特制烧杯(参见图1中c)与本发明不同，增加了尺寸比例，硫脲溶解后溶液上下温差更大，搅拌后温度更低，但是由于烧杯底部尺寸过小，硫脲试剂溶解时接触的一次水体积也更小，加热需要更长时间，不利于提高效率，因此也不适宜。

[0075] 经过多次试验，将烧杯尺寸比例控制在直径与高比例为2:5时，既能得到温度合适的硫脲溶解液，又能实现快速操作。

[0076] 试验例2

[0077] 采用本发明制备的混合添加剂，进行海洋沉积物及土壤的国家一级标准物质测试实验，数据见表1。

[0078] 表1数据统计表

[0079]

[0080]

[0081] 表2推荐值对照表

[0082]

[0083]

[0084] 由表1、表2数据可知，对不同含量海洋沉积物和土壤的国家一级标准物质，采用本发明制备的混合添加剂进行多批次测定求平均值，其测试值与推荐值相符，标准偏差均小于3％，满足质量要求，进一步说明本发明配方的可行性和准确性。

[0085] 上述说明仅为本发明的优选实施例，并非是对本发明的限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改型等，均应包含在本发明的保护范围之内。