馬弗爐消解-電感耦合等離子體質譜法測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譜法測定土壤中的土壤中鉛、鋅、銅、鉻

1gss-2測定重金屬含量作為我們人類生存的環(huán)境，土壤已被污染為現代工業(yè)、采礦和采礦生產的快速發(fā)展，導致廢水、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,最后進入人體,造成重金屬慢性中毒目前對土壤消解方法大多采用電熱板及微波消解,測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準物質,對Gss-2進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同時測定幾種元素的可行性及準確性。2等離子體火炬土壤樣品預處理用消酸-鹽酸-氫氟酸高溫消解、破壞有機物、溶解固體基質,將各種待測元素轉變成易分離的無機化合物。消解好的樣品清澈透明,基本無沉淀。等離子發(fā)射光譜法可以同時測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,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,線圈管內有冷卻水通過。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為等離子體。等離子體火炬可達8000K~10000K的高溫。土壤樣品在密閉高壓罐中加入硝酸—高氯酸—氫氟酸的混酸體系消解后,經進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)或電離時發(fā)射出特征光譜,所以等離子發(fā)射光譜可用來定性測定樣品中存在的元素。特征光譜的強弱與原子濃度有關,與標準溶液進行比較,即可定量測定樣品中各元素的含量3實驗部分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檢測器(美國ThermoElemental公司)濃HNO儲備標準:環(huán)境保護部標準樣品研究所的標準儲備液1000mg/L和土壤成分分析標準物質(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取土壤成分分析標準物質(GSS-2)0.3000g左右(精確至0.0001g),稱取數份,將樣品放入聚四氟乙烯密閉高壓罐中(稱取土壤標準樣品的同時做含水率),用少量亞沸水潤濕土壤標準樣品后,搖勻,一次加入5ml鹽酸搖勻,在電熱板上低溫加熱至2ml~3ml時,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,溫度在100℃時,恒溫(10、20、30)min,調溫度在120℃時,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,將樣品全量轉移至聚四氟乙烯坩堝內,于電熱板上加熱(120℃)至近干,取下冷卻,加入1+1硝酸1ml,溫熱溶解殘渣后用亞沸水洗滌聚四氟乙烯坩堝,全量轉入50ml容量瓶中定容至刻度,搖勻待測。同時做平行全程序空白。3.2.2條件優(yōu)化后，樣品分解優(yōu)化后的樣品消解時間為:溫度在100℃時,恒溫20min,調溫度在120℃時,恒溫20min。其余步同3.2.13.3標準曲線和檢出限(1)通過對標準物質的測定后對儀器優(yōu)化所得的工作條件,見表1。(2)分析譜線的選擇由于ICP的激發(fā)能力很強,幾乎每一種存在于ICP中或引入ICP中物質都會發(fā)生出豐富的譜線,從而產生大量的光譜干擾,它主要分為兩類:一類是譜線重疊干擾,另一類是背景干擾,這類干擾與基體成分及ICP光譜本身發(fā)射的光源的雜散光的影響有關。因此從儀器的譜線庫中調出鉛、鋅、銅和鉻中的多條靈敏度較高的譜線,通過繪制標準曲線,測定土壤實際樣品,通過觀察樣品的每條譜線的發(fā)光強度、相關系數、譜圖及干擾情況來選擇靈敏度高、線性好、干擾最小的譜線進行樣品分析。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)消解樣品時間條件的選定將(1)步驟在各種不同烘烤時間下處理好的待測樣品分別導入等離子體火炬中進行掃描對比,其樣品發(fā)光強度分別如見表2。由表2可以看出消解20min和30min的發(fā)光強度接近,所以選擇100℃和120℃時的恒溫時間為20min。(4)標準曲線的繪制及方法檢出限的測定(1)鉛、鋅、銅和鉻混合標準溶液用環(huán)境保護部標準樣品1000mg/L鉛、鋅、銅和鉻單標稀釋而成,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混合標準溶液,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混合標準系列。每個濃度標準重復測定3次,以發(fā)光強度均值對鉛、鋅、銅和鉻濃度(mg/L)繪制標準曲線。結果見表3。(2)檢出限的測定在儀器最佳化條件下對11個全程序空白進行測定,檢出限計算方法為3倍標準偏差乘以樣品定容體積除以稱樣量,(以0.3000g為例)。結果見表3。從上表可以看出每個元素的工作曲線相關系數的r>0.9990能滿足實驗要求,可進行樣品分析。4結果與討論4.1標準物質連續(xù)測定繪制工作曲線后,在儀器相同條件下對消解好的土壤成分分析標準物質(GSS-2)進行6次連續(xù)測定,結果見表3。從表中看出:幾種元素的相對標準偏差在1.6%~3.2%之間,說明該方法精密度好,能夠滿足分析測定的要求。4.2加標、加標的測定在上述條件下根據土壤成分分析標準物質(GSS-2)的測定含量進行高、中和低加標(見表4)。從表4中可以看出,各元素加入不同濃度的標準后,它們的回收率在95%~104%之間符合土壤樣品復雜基體的準確度要求。5樣品消解法綜上試驗結果,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時間,并且它的酸用量少,就能把樣品消解完全?？朔藗鹘y的消解方式使用高氯酸。避免了高氯酸的使用給基體帶來的干擾大,樣品空白值偏高,造成測定結果偏差大。同時克服了高氯酸與土壤的鉻形成還原性物質鉻酸氯,而造成鉻的損失,因此可以通過消解一個樣品來測定鉛、鋅、銅、鉻。該法克服了以下缺點:一是電熱板上的幾個元素要分開消化的缺點,二是敞開