原子吸收法連續(xù)測定復(fù)混肥料中銅、鐵、錳、鋅

毛海梅

【摘 要】采用1+5的鹽酸溶液溶解樣品，把銅、鐵、錳、鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液配置在一起，用原子吸收分光光度法連續(xù)測定樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液中各元素的吸光度，計(jì)算出樣品中各待測元素的含量。試驗(yàn)測定精密度RSD值在0.34%～1.61%之間，檢測限在0.008μg/mL～0.038μg/mL之間，加標(biāo)回收率在86.0%～104.5%. 該方法可用于復(fù)混肥料中銅、鐵、錳、鋅的測定，在實(shí)際樣品測定中結(jié)果令人滿意。

【關(guān)鍵詞】原子吸收法；復(fù)混肥料；元素含量測定；銅；鐵；錳；鋅

文章編號：ISSN1006—656X（2013）09 -0107-02

復(fù)混肥料含有多種植物所需的養(yǎng)分及礦物質(zhì)元素。一般大量元素有：氮、磷、鉀；中量元素有：鈣、鎂、硫等；微量元素有：硼、錳、鐵、鋅、銅、鉬或鈷等。肥料與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)息息相關(guān)，復(fù)混肥料市場也良莠不齊，質(zhì)檢部門只有把好檢驗(yàn)關(guān)，才能保護(hù)農(nóng)民利益，使他們免受假化肥之害，本實(shí)驗(yàn)所研究的方法針對復(fù)混肥料中微量元素進(jìn)行測定，目前復(fù)混肥料中微量元素采用GB/T14540-2003《復(fù)混肥料中銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬含量的測定》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測定，標(biāo)準(zhǔn)中對四種元素分別配制標(biāo)準(zhǔn)溶液分別進(jìn)行測定，這樣會(huì)耗去大量時(shí)間準(zhǔn)備和上機(jī)操作，工作效率低下。本實(shí)驗(yàn)采用配制混合標(biāo)液連續(xù)測定各元素的吸光值，在工作中大大提高工作效率，節(jié)約成本，為方便、快速測定復(fù)混肥料樣品中銅、鐵、錳、鋅提供依據(jù)。

一、試驗(yàn)原理

復(fù)混肥料樣品經(jīng)1+5的鹽酸溶液溶解，定容、過濾制備成樣品溶液，樣液中的銅、鐵、錳、鋅經(jīng)原子化器將其轉(zhuǎn)變成原子蒸氣，產(chǎn)生的原子蒸氣吸收銅、鐵、錳、鋅空心陰極燈發(fā)出的特征光，吸光度的大小與原子濃度成正比。和標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較得出樣品溶液中該物質(zhì)的濃度，并計(jì)算出其含量。

二、試劑和材料

（一）鹽酸

（1）鹽酸溶液：1+5

（2）鹽酸溶液：C（HCl）=0.5moL/L

（二）銅標(biāo)準(zhǔn)溶液：（1000μg/mL）GSBG 62024-90

（三）鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液：（1000μg/mL）GSBG 62020-90

（四）錳標(biāo)準(zhǔn)溶液：（1000μg/mL）GSBG 62019-90

（五）鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液：（1000μg/mL）GSBG 62025-90

（六）銅、鐵、錳、鋅混合標(biāo)準(zhǔn)使用液：分別取2.2～2.4中銅鐵錳標(biāo)液10mL，2.5中鋅標(biāo)液2mL至100mL容量瓶中。用0.5moL/L的鹽酸溶液定容至刻度并搖勻。此時(shí)混合標(biāo)準(zhǔn)使用液中銅、鐵、錳濃度均為100μg/mL，鋅的濃度為20μg/mL。

（七）玻璃器皿 500mL高型燒杯、 250mL、100mL容量瓶；25mL、10mL移液管若干支；漏斗；玻璃器皿用硝酸溶液（1+10）浸泡過夜，用水反復(fù)沖洗，最后用超純水沖洗干凈，涼干備用。

（八）實(shí)驗(yàn)用水為超純水（優(yōu)普超純水機(jī)制備）

三、所需儀器

（一）電熱板EG20A（北京萊伯泰科儀器有限公司）

（二）原子吸收光譜儀（VARIAN SpectrAA 220FS）

（三）空心陰極燈：Co/Cr/Cu/Fe/Mn/Ni 復(fù)合燈

（四）空心陰極燈：Ag/Cd/Pb/Zn 復(fù)合燈

四、 試驗(yàn)步驟

（一）樣品的制備

取要分析的樣品，使用縮分器經(jīng)多次、快速縮分至約100樣品，迅速研磨至通過0.5mm孔徑篩，混合均勻，置于干凈、干燥的樣品瓶中。樣品制備過程要控制制樣室的濕度在55以下，因?yàn)橛行┓柿蠘悠啡菀孜?，吸潮的樣品對測定有一定的影響。

（二）樣品溶液的制備

稱取制備好的樣品5g（精確至0.001g）置于500mL高型燒杯，加入50mLHCl（1+5）蓋上表面皿，在電熱板上煮沸15min取下，冷卻后轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度搖勻，干過濾，棄取最初幾毫升濾液，保留剩余濾液供測定銅、鐵、錳、鋅。

（三）標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置

取銅、鐵、錳、鋅混合標(biāo)準(zhǔn)使用液：分別吸取0.0；1.0；2.0；3.0；4.0；5.0mL至100mL容量瓶中，用0.5moL/L鹽酸溶液定容至刻度，搖勻。配制成銅、鐵、錳濃度為0.0；1.0；2.0；3.0；4.0；5.0μg/mL鋅濃度為0.0；0.2；0.4；0.6；0.8；1.0μg/mL標(biāo)準(zhǔn)系列。

（四）試驗(yàn)條件設(shè)定（見表一）：根據(jù)不同的元素特點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)選擇最佳試驗(yàn)條件。

表一 儀器各元素試驗(yàn)參數(shù)

（五）標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的測試

將標(biāo)準(zhǔn)系列溶液在原子吸收光譜儀上進(jìn)行測定，測定銅、鐵、錳、鋅標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程及相關(guān)系數(shù)如下（見表二）由下表可以看出在選定的標(biāo)準(zhǔn)系列范圍內(nèi)，各元素線性關(guān)系良好。

表二 各元素濃度范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)

（六）樣品的測試

將樣品溶液在原子吸收光譜儀上進(jìn)行測定，所得結(jié)果（見表三）：

表三 測試結(jié)果

五、加標(biāo)回收試驗(yàn)：

稱取二個(gè)5.0000g樣品于高型燒杯內(nèi)，分別加入標(biāo)準(zhǔn)使用液（2.6）2.00； 5.00mL同樣品一起溶解、定容、過濾、測試。測試回收率結(jié)果（見表四）：試驗(yàn)結(jié)果表明，各元素加標(biāo)回收率在86.0%～104.5%范圍內(nèi)，能夠滿足分析要求。

表四 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

六、精密度試驗(yàn)

取標(biāo)樣二連續(xù)測量六次計(jì)算出其精密度（見表五）實(shí)驗(yàn)測得，精密度RSD值在0.34～1.61之間。

表五 精密度試驗(yàn)結(jié)果

七、檢測限測定：

檢測限是儀器能夠檢出該元素的最小含量，將標(biāo)準(zhǔn)溶液一用0.5moL/L鹽酸溶液稀釋10倍，使其濃度為：銅、鐵、錳 0.1μg/mL；鋅0.02μg/mL連續(xù)十次進(jìn)樣，根據(jù)測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出噪音的標(biāo)準(zhǔn)偏差及平均吸光度，通過公式計(jì)算出各元素的檢測限。測試數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果（見表六）：試驗(yàn)測得檢出限在0.008μg/mL～0.038μg/mL之間。

計(jì)算公式： Dc=c×3σ/A

C為待測液濃度 A為多次待測試液吸光度的平均值

σ為噪音的標(biāo)準(zhǔn)偏差

表六 檢測限實(shí)驗(yàn)結(jié)果

八、問題討論

（一）如何減小校正曲線彎曲：精度較高的校正曲線為：0.2 ～0.8 A，要保證良好的線性關(guān)系才能準(zhǔn)確測定結(jié)果。在實(shí)際工作中首先要選擇性能好的空心陰極燈，減少發(fā)射線變寬；再者燈電流不要過高，減少自吸變寬；分析元素的濃度不要過高；工作時(shí)間不要太長，避免光電倍增管和燈過熱。如果有些標(biāo)樣在測定過程中有曲線變彎的情況，瓦里安原子吸收光譜儀可采用新合理擬合進(jìn)行測定，減少曲線彎曲帶來的影響，可使分析結(jié)果更準(zhǔn)確。

（二）儀器最佳狀態(tài)調(diào)整：要想得出準(zhǔn)確可靠的分析數(shù)據(jù)，儀器的狀態(tài)至關(guān)重要，通常從幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。

（1） 霧化器：霧化器能使試液變?yōu)榧?xì)小的霧滴，并使其與氣體混合成為氣溶膠。要求其有適當(dāng)?shù)奶衢_量（一般為4～7mL/min），高霧化率（10～30%）和耐腐蝕，噴出的霧滴小、均勻、穩(wěn)定。

（2）霧室：又稱預(yù)混合室，它要求有一個(gè)充分混合的環(huán)境，里面的壓力變化要平滑、穩(wěn)定，不產(chǎn)生氣體旋轉(zhuǎn)噪聲，排水暢通，記憶效應(yīng)小，耐腐蝕。

（3）燃燒頭：它是根據(jù)混合氣體的燃燒速度設(shè)計(jì)成的，因此不同的混合氣體有不同的燃燒頭。它應(yīng)是穩(wěn)定的、再現(xiàn)性好的火焰，有防止回火的保護(hù)裝置，抗腐蝕，受熱不變形，在水平和垂直萬向能準(zhǔn)確、重復(fù)地調(diào)節(jié)位置。

（4）分析線：分析線選擇一個(gè)元素若有多條分析線，通常采用最靈敏線，但也要根據(jù)樣品中被測元素的含量來選擇。選擇的原則：在能將鄰近分析線的其他譜線分開的情況下，應(yīng)盡可能采用較寬的通帶，可提高信噪比，對測定有利。否則會(huì)帶來光譜干擾、靈敏度下降、工作曲線彎曲。

（5）燈電流：在保證儀器的穩(wěn)定前提條件下，采用較低的電流，可提高測定靈敏度和延長燈的使用壽命。對大多數(shù)元素而言，應(yīng)采用額定電流的 40%～60%。

（6）對光：在調(diào)節(jié)燃燒頭時(shí)，使其縫口正好在光束的中央，升高或降低燃燒器，使光束正好在縫口上方。點(diǎn)燃火焰吸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液，對燃燒器再進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到獲得最大吸收。

（7）燃燒器高度：選擇燃燒器高度也就是選擇火焰的區(qū)域。首先從靈敏度和穩(wěn)定性來考慮選擇適宜的高度；遇到干擾時(shí)，再改變其高度以設(shè)法避免干擾。

（三）測量方式選擇：原子吸收光譜分析是動(dòng)態(tài)測量，而非平衡測量，測定數(shù)據(jù)隨機(jī)波動(dòng)性較大，使得測定數(shù)據(jù)的離散性較大，影響測定結(jié)果的精密度。在實(shí)際測定時(shí)，一定要有重復(fù)測量。因此，單點(diǎn)定標(biāo)的方法都是不可取的。一定要作標(biāo)準(zhǔn)曲線，樣品要測定平行樣，并要帶試劑空白。

（四）玻璃器皿的處理也是至關(guān)重要的，新型的設(shè)備在精密度和檢測限都有了很大改善，如果玻璃器皿未處理干凈會(huì)帶來較大污染，使分析結(jié)果不準(zhǔn)確。一般采用器皿用硝酸溶液（1+10）浸泡過夜，用水反復(fù)沖洗，最后用超純水沖洗干凈，涼干才用。

九、結(jié)論

通過試驗(yàn)測得精密度RSD值在0.34%～1.61%之間，檢測限在0.008μg/mL～0.038μg/mL之間，加標(biāo)回收率在86.0%～104.5%；該方法檢測限低、精密度高、回收率也能滿足試驗(yàn)要求。原子吸收法在同一溶液中連續(xù)測定四種元素，是一種科學(xué)、快速、高效又實(shí)用的分析方法。

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