馬弗爐消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定土壤中的土壤中鉛、鋅、銅、鉻

馬弗爐消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定土壤中的土壤中鉛、鋅、銅、鉻

1gss-2測(cè)定重金屬含量作為我們?nèi)祟?lèi)生存的環(huán)境，土壤已被污染為現(xiàn)代工業(yè)、采礦和采礦生產(chǎn)的快速發(fā)展，導(dǎo)致廢水、廢水和廢水中的重金屬污染，并逐年惡化。重金屬不能被生物降解,相反在食物鏈的作用下成千百倍富集,最后進(jìn)入人體,造成重金屬慢性中毒目前對(duì)土壤消解方法大多采用電熱板及微波消解,測(cè)定主要用原子吸收光譜法(AAS)本文探討采用馬弗爐消解土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),對(duì)Gss-2進(jìn)行分析其中的幾種重金屬鉛、鋅、銅、鉻元素,用電感藕合等離子體發(fā)射光譜儀ICP-AES同時(shí)測(cè)定幾種元素的可行性及準(zhǔn)確性。2等離子體火炬土壤樣品預(yù)處理用消酸-鹽酸-氫氟酸高溫消解、破壞有機(jī)物、溶解固體基質(zhì),將各種待測(cè)元素轉(zhuǎn)變成易分離的無(wú)機(jī)化合物。消解好的樣品清澈透明,基本無(wú)沉淀。等離子發(fā)射光譜法可以同時(shí)測(cè)定樣品中多元素的含量。樣品以氣溶膠形式從石英中心管送入等離子體內(nèi),高頻(RF)發(fā)射器的電能有線圈以電感耦合的方式供給氬等離子體,線圈圍繞矩管的頭部,線圈管內(nèi)有冷卻水通過(guò)。高頻電能在矩管上部使氬氣電離并激發(fā),形成明亮的光輻射火舌稱(chēng)為等離子體。等離子體火炬可達(dá)8000K~10000K的高溫。土壤樣品在密閉高壓罐中加入硝酸—高氯酸—?dú)浞岬幕焖狍w系消解后,經(jīng)進(jìn)樣器中的霧化器被霧化并由氬氣帶入等離子體火炬中,氣化的樣品分子在等離子體火炬的高溫下被原子化、電離、激發(fā)。不同元素的原子在激發(fā)或電離時(shí)發(fā)射出特征光譜,所以等離子發(fā)射光譜可用來(lái)定性測(cè)定樣品中存在的元素。特征光譜的強(qiáng)弱與原子濃度有關(guān),與標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行比較,即可定量測(cè)定樣品中各元素的含量3實(shí)驗(yàn)部分3.1濃hno及混溶液的配制全譜直讀等離子體原子發(fā)射光譜儀ICP6300;CID檢測(cè)器(美國(guó)ThermoElemental公司)濃HNO儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn):環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1000mg/L和土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GSS-2)氬氣:鋼瓶高純氬氣,純度不低于99.999%所有器皿均勻10%硝酸溶液浸泡24h,洗滌干凈,干燥待用。3.2樣品前處理方法3.2.1樣品的制備和干燥稱(chēng)取土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GSS-2)0.3000g左右(精確至0.0001g),稱(chēng)取數(shù)份,將樣品放入聚四氟乙烯密閉高壓罐中(稱(chēng)取土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品的同時(shí)做含水率),用少量亞沸水潤(rùn)濕土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品后,搖勻,一次加入5ml鹽酸搖勻,在電熱板上低溫加熱至2ml~3ml時(shí),取下稍冷,再加入10ml硝酸搖勻,5min后再加入3ml氫氟酸搖勻后,加蓋蓋緊。放入馬弗爐內(nèi),溫度在100℃時(shí),恒溫(10、20、30)min,調(diào)溫度在120℃時(shí),恒溫(10、20、30)min,再將溫度升至180℃,恒溫60min,待馬弗爐自然降溫至室溫后取出,將聚四氟乙烯高壓罐瓶蓋打開(kāi),將樣品全量轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯坩堝內(nèi),于電熱板上加熱(120℃)至近干,取下冷卻,加入1+1硝酸1ml,溫?zé)崛芙鈿堅(jiān)笥脕喎兴礈炀鬯姆蚁┷釄?全量轉(zhuǎn)入50ml容量瓶中定容至刻度,搖勻待測(cè)。同時(shí)做平行全程序空白。3.2.2條件優(yōu)化后，樣品分解優(yōu)化后的樣品消解時(shí)間為:溫度在100℃時(shí),恒溫20min,調(diào)溫度在120℃時(shí),恒溫20min。其余步同3.2.13.3標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限(1)通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定后對(duì)儀器優(yōu)化所得的工作條件,見(jiàn)表1。(2)分析譜線的選擇由于ICP的激發(fā)能力很強(qiáng),幾乎每一種存在于ICP中或引入ICP中物質(zhì)都會(huì)發(fā)生出豐富的譜線,從而產(chǎn)生大量的光譜干擾,它主要分為兩類(lèi):一類(lèi)是譜線重疊干擾,另一類(lèi)是背景干擾,這類(lèi)干擾與基體成分及ICP光譜本身發(fā)射的光源的雜散光的影響有關(guān)。因此從儀器的譜線庫(kù)中調(diào)出鉛、鋅、銅和鉻中的多條靈敏度較高的譜線,通過(guò)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,測(cè)定土壤實(shí)際樣品,通過(guò)觀察樣品的每條譜線的發(fā)光強(qiáng)度、相關(guān)系數(shù)、譜圖及干擾情況來(lái)選擇靈敏度高、線性好、干擾最小的譜線進(jìn)行樣品分析。選定的分析譜線為:鉛是283.306、鋅是231.856nm、銅是327.396nm和鉻是267.716nm。(3)消解樣品時(shí)間條件的選定將(1)步驟在各種不同烘烤時(shí)間下處理好的待測(cè)樣品分別導(dǎo)入等離子體火炬中進(jìn)行掃描對(duì)比,其樣品發(fā)光強(qiáng)度分別如見(jiàn)表2。由表2可以看出消解20min和30min的發(fā)光強(qiáng)度接近,所以選擇100℃和120℃時(shí)的恒溫時(shí)間為20min。(4)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及方法檢出限的測(cè)定(1)鉛、鋅、銅和鉻混合標(biāo)準(zhǔn)溶液用環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品1000mg/L鉛、鋅、銅和鉻單標(biāo)稀釋而成,基體為1%的硝酸。其元素濃度均為10.00mg/L。取幾只10.0ml比色管,分別加入0.00ml、0.05ml、0.10ml、0.50ml、1.00ml混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,用1%硝酸溶液定容至10ml,配成濃度0.00ml、0.05ml、0.10ml、0.50ml、1.00mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)系列。每個(gè)濃度標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)測(cè)定3次,以發(fā)光強(qiáng)度均值對(duì)鉛、鋅、銅和鉻濃度(mg/L)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果見(jiàn)表3。(2)檢出限的測(cè)定在儀器最佳化條件下對(duì)11個(gè)全程序空白進(jìn)行測(cè)定,檢出限計(jì)算方法為3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差乘以樣品定容體積除以稱(chēng)樣量,(以0.3000g為例)。結(jié)果見(jiàn)表3。從上表可以看出每個(gè)元素的工作曲線相關(guān)系數(shù)的r>0.9990能滿足實(shí)驗(yàn)要求,可進(jìn)行樣品分析。4結(jié)果與討論4.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)連續(xù)測(cè)定繪制工作曲線后,在儀器相同條件下對(duì)消解好的土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GSS-2)進(jìn)行6次連續(xù)測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)表3。從表中看出:幾種元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.6%~3.2%之間,說(shuō)明該方法精密度好,能夠滿足分析測(cè)定的要求。4.2加標(biāo)、加標(biāo)的測(cè)定在上述條件下根據(jù)土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GSS-2)的測(cè)定含量進(jìn)行高、中和低加標(biāo)(見(jiàn)表4)。從表4中可以看出,各元素加入不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)后,它們的回收率在95%~104%之間符合土壤樣品復(fù)雜基體的準(zhǔn)確度要求。5樣品消解法綜上試驗(yàn)結(jié)果,用馬弗爐消解土壤樣品,使用鹽酸-硝酸-氫氟酸消解體系,馬弗爐能在較高溫度下恒溫長(zhǎng)時(shí)間,并且它的酸用量少,就能把樣品消解完全?？朔藗鹘y(tǒng)的消解方式使用高氯酸。避免了高氯酸的使用給基體帶來(lái)的干擾大,樣品空白值偏高,造成測(cè)定結(jié)果偏差大。同時(shí)克服了高氯酸與土壤的鉻形成還原性物質(zhì)鉻酸氯,而造成鉻的損失,因此可以通過(guò)消解一個(gè)樣品來(lái)測(cè)定鉛、鋅、銅、鉻。該法克服了以下缺點(diǎn):一是電熱板上的幾個(gè)元素要分開(kāi)消化的缺點(diǎn),二是敞開(kāi)