微波消解氫化物發(fā)生原子熒光

1、微波消解氫化物發(fā)生原子熒光    微波消解-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定土壤中的鉛陳 韻1 ,2,陳曉遠1,肖艷輝1 ,2,馬旭華1(1.韶關(guān)學院英東生物工程學院;2.韶關(guān)市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測所,廣東韶關(guān)512005)摘要:嘗試用微波消解的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的消解方法,用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法(HG - AFS)代替常用的原子吸收光譜法(AAS)測定土壤中的鉛含量.結(jié)果表明,微波消解-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法不僅可以避免傳統(tǒng)消解方法中費時長,污染重和消化樣品中的鉛易流失等缺點,而且檢出限為6gPkg ,接近石墨爐原子吸收光譜法的5gPkg ,遠低于火焰原子

2、吸收光譜法.本方法的重現(xiàn)性好,對6種土壤樣品的測定,其相對偏差(RSD)為3. 4 %6. 5 %(n= 21),回收率為88. 7 %111. 2 %.關(guān)鍵詞:微波消解;原子熒光光譜;土壤分析;鉛中圖分類號:O657. 3 文獻標識碼:A 文章編號:1007 - 5348(2006)09 - 0062 - 05隨著人們對無公害食品的日益關(guān)注,綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展勢在必行.土壤是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎,土壤中的有害物質(zhì)往往會直接影響到農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量.因此,土壤中有害物質(zhì)的檢測是發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)必不可少的環(huán)節(jié).鉛是一種蓄積性有毒物質(zhì),人體攝入后會嚴重影響健康,是衛(wèi)生學監(jiān)測的重要項目.總鉛是土壤環(huán)境監(jiān)測的重要項目,其

3、國家標準分析方法是原子吸收法(GBPT171411997).氫化物發(fā)生一原子熒光光譜法近年發(fā)展迅速,該法作為國家推薦標準方法(GB/ T5009. 12一2003)測定鉛僅應用于食品分析,沒有推廣到土壤.特別是用微波消解結(jié)合氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定土壤中鉛的報道更少.土壤傳統(tǒng)消解方法(GBPT171411997)是在開放體系中進行,試劑用量大,費時長(最少610 h),污染重,在溫控不當或驅(qū)酸過程中易造成鉛的流失而影響檢測結(jié)果.微波消解是近年來發(fā)展起來的一項消解技術(shù),是利用微波的穿透性和激活反應能力,加熱密閉容器內(nèi)的試劑和樣品,使制樣容器內(nèi)壓力增加,反應溫度提高,可明顯提高反應速率而使消

4、化時間大大縮短(通常在十幾到數(shù)十min).密閉的消化環(huán)境不僅減輕了污染,樣品中待測元素的流失問題也得以較好的 第9期陳 韻,等:微波消解-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定土壤中的鉛 63 并沒有得到消化,所以消化過程中加氫氟酸對于土壤中總鉛的測定至關(guān)重要.值得注意的是,方法是按照國標(GBPT 17141 - 1997)消化土壤樣品,但其結(jié)果都比方法4略低,可能是由于該法屬開放系統(tǒng),在飛硅過程中和消化后期難免有少許鉛的流失,反過來可說明作為密閉系統(tǒng)的微波消化的優(yōu)點.表1 微波消化條件對鉛測定結(jié)果的影響消化程序方法步驟功率變化PW所用時間Pmin到達溫度P保持時間Pmin鉛含量Pmg kg- 1樣

5、品1樣品2樣品3樣品4樣品5樣品61060051301026001 0008180155537493523431060051302026001 00081805463044252137106005130526001 0008180205640463527441060051301526001 000818020594056432944如方法,消化試劑中不加氫氟酸.251732101324按照國標(GBPT 17141- 1997)處理土壤樣品.4837474129402. 2 測定過程中所用試劑和儀器測定條件對熒光強度的影響圖1 酸的種類在不同濃度下對熒光強度的影響2. 2. 1 不同酸對相同濃

6、度同一樣品熒光強度的影響:用鹽酸,硝酸,硫酸三種酸,酸的體積百分數(shù)(VPV%)分別為1. 0,2. 0,3. 0,4. 0,5. 0作載流,儀器條件按1. 3. 1設定,相同濃度的同一樣品測得的熒光強度變化見圖1.圖1顯示,三種酸隨濃度增大熒光強度呈負相關(guān),這是由于鉛與硼氫化鉀反應形成鉛烷有苛刻的pH限制(一般要求反應廢液pH在89之間),酸度的增大必然影響反應的進行.同一濃度三種酸熒光強度依次為鹽酸>硝酸>硫酸,是由于硝酸在還原性介質(zhì)(硼氫化鉀)中反應生成亞硝酸,分解成氧化氮會隨載氣進入原子化區(qū),導致鉛烷濃度下降而使熒光信號減弱;硫酸熒光信號強度比較差,可能是因為硫酸容易造成鉛離

7、子濃度降低而使熒光信號強度減弱.鹽酸沒有硝酸和硫酸的上述缺點,因此,選用鹽酸為載流,濃度為1. 0 %.2. 2. 2 還原劑濃度,載氣流量,主陰極燈電流對熒光強度的影響:在其它條件不變的情況下,分別改變還原劑濃度,載氣流量,陰極燈電流,對同一樣品進行檢測,其熒光值相應變化見表2.表2顯示,過低和過高濃度硼氫化鉀均不利于熒光的產(chǎn)生.濃度過低影響鉛烷生成效率 2 ,3 ;濃度過高則由于硼氫化鉀和酸作用生成的大量氫氣稀釋鉛烷,導致熒光值降低.實驗表明,硼氫化鉀濃度在520 g L- 1時熒光信號強且穩(wěn)定,筆者采用濃度為14 g L- 1.載氣流量(ml min- 1)在400700間較為理想,但流

8、量< 400時增加了鉛烷在光路上停留時間,熒光圖譜有拖尾現(xiàn)象,影響檢測的穩(wěn)定性,增加測定的偶然誤差.綜合考慮,選用的載氣流量為600mL min- 1.主陰極燈電流增大,熒光強度增大,在電流增大至60 mA后增大趨勢變緩,為延長燈的使用壽命,選用燈電流75 mA.64 韶關(guān)學院學報 自然科學2006年表2 試劑和儀器條件的改變對熒光強度的影響條件設置對應條件P熒光強度還原劑濃度Pg L- 11P535P1 80610P1 90815P2 28920P1 98725P1 693載氣流量PmL L- 1400P2 384500P2 390600P2 221700P1 756800P1 396

9、900P1 073主陰極燈電流PmA40P69650P98860P1 23570P1 51180P1 58490P1 5792. 3 其他影響因素2. 3. 1 原子化器高度:原子化器較高時,影響屏蔽效果,鉛原子可能因空氣中氧的進入生成氧化物或其他化合物,導致熒光強度降低.隨著觀測高度的降低,鉛相對熒光強度迅速增加.但是原子化器高度太低時又易產(chǎn)生原子化器輻射和光散射背景干擾 3 .筆者選用的原子化器高度為8 mm.2. 3. 2 進樣量:本方法對鉛的測定靈敏度極高.進樣量大時,生成高濃度的鉛烷可產(chǎn)生光譜自蝕現(xiàn)象而嚴重影響測試結(jié)果的可靠性.可根據(jù)樣品中鉛含量的高低,通過調(diào)節(jié)間歇泵的轉(zhuǎn)速和進樣時間

10、來調(diào)節(jié).本研究采用泵速100 rPmin ,進樣時間為4 s.2. 3. 3 元素干擾:雖然原子熒光有高度的選擇性,受其他元素干擾較少,但過渡金屬,貴金屬及能形成氫化物的元素對鉛都有不同程度的干擾,一般情況下在待測樣品中加草酸即可排除.有文獻報道用草酸一硫氰化鈉 4 或草酸-鄰菲羅啉-硫氰酸鈉 5 作掩蔽劑,可很好地消除土壤中共存元素的干擾.2. 4 樣品分析結(jié)果6種土壤樣品的分析結(jié)果見表1方法,每種樣品取測定5次結(jié)果的平均值. 16號樣品回收率分別為88. 7 % ,99. 1 % ,96. 4 % ,89. 2 % ,111. 2 % ,105. 2 %. RSD(n = 21)在3. 4

11、 %6. 5 %之間.用3倍標準偏差與標準曲線的斜率得出本方法的檢出限為0. 15 ngPml ,折合成土壤為6gPkg.3結(jié)語用微波消解方法檢測土壤中的鉛方便快捷,可減少試劑用量及環(huán)境污染,避免樣品中待測元素的流失,使檢測方法更具科學性,結(jié)果更具可靠性.此法不僅可用于檢測土壤,還可廣泛用于其它領(lǐng)域鉛含量的監(jiān)測.但同傳統(tǒng)的測試方法一樣,由于所用試劑種類較多,雖然采取了一些措施,隨之帶來的樣品空白仍然較大;同時由于在液相反應中產(chǎn)生氣體,出現(xiàn)氣溶膠顆粒,受光源輻射產(chǎn)生散射光信號 6 ,7 ,兩者都會影響檢出限,在檢測痕量鉛時,出現(xiàn)偶然誤差的概率也可能會大些,這些問題有待進一步研究解決.參考文獻:

12、1 陶銳,高舸.氫化物發(fā)生一原子熒光光譜法測定鉛的研究(I)鐵氰化鉀試劑的影響J .中國衛(wèi)生檢驗雜志,2004 ,14(3):282- 284.2 張錦茂,陳浩,張勤.用于氫化物原子熒光光譜中特種空心陰極燈某些性能的研究J .光譜學與光譜分析,1994 ,14(4):3940. 3 孫漢文,呂運開,張德強.用氫化物原子熒光光譜法測定蔬菜中的微量砷J .河北大學學報:自然科學版,1999 ,19(3):248 -249. 4 呂江南,鄭毅,徐禮芳.氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測定地球化學樣品中的鉛J .巖礦測試,1988 ,7(3):67 - 68.5 王 ,付學起,劉風枝,等.鉛的氫化物一原子熒光

13、測定方法研究及土壤中痕量鉛的測定J ,農(nóng)業(yè) with non - dispersive atomic fluorescence de2tectionJ . J . Anal. Atom Spectrum , 1995. 10(11):969 - 974.第9期陳 韻,等:微波消解-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定土壤中的鉛 65 Determination of lead in soil by microwave digestion hydridegeneration-atomicfluorescence spectrometry(HG-AFS)CHEN Yun1 ,2, CHEN Xiao2y

14、uan1, XIAO Yan2hui1 ,2, MA Xu2hua1(1. Yingdong College of Bioengineering Shaoguan University ,Shaoguan 512005k , Guangdong , China ;2. Shaoguan Supervision & Testing Institute for Agricultural Product Quality , Shaoguan 512005 , Guangdong China)Abstract:A method for determination of trace lead i

15、n soil by microwave digestion - hydridegeneration atomic fluores2cence spectrometry(HG - AFS)was carried out in this paper. The use of microwave digestion prove to be quick , safe andeconomical use of reagents. The results obtained show that the linearity is good(the related average coeficient is 0.

16、 9 998in standard curve 0. 040. 0gPL). According to determination of 6 kinds of soil ,the relative standard deviations are 3.4 %6. 5 %(n = 21)and the recovery rates are 88. 7 %111. 2 % and the detection limit is 0. 15 ngPL. It is a rec2ommendable method for the determination of lead in soil and for

17、other fields as well .Key words:Microwave digestion ; atomic fluorescence spectrometry ; soil analysis ; lead(責任編輯:顏志森)(上接第61頁)Visible light photocatalytic degradation of methylene blue by Ag-Ti-O doped filmYE Jin2hua , YAN Gui2yang , ZHENGLiu2ping , ZHENG Mei2qin(College of Chemistry and Materials

18、Science , Fujian Normal University , Fuzhou 350007 , Fujian ,China)Abstract:The Ag - Ti - O thin film loaded on aluminium alloy was prepared via dip - coating method , using TiO2solprepared by sol - gel method doped with AgNO3. The photodegradation activity of methylene blue(MB)solution was in2vestigated under visible light irradiation using the doped film as catalyst . Its structure and physicochemical propertieswere characterized by means of XRD , FT - IR and SEM. The results indicated that the film had good photocatalytic ac2tivity to the photodegradation of MB