超聲提取-電感耦合等離子發(fā)射光譜法測定土壤中的有效鉬

葉冰潔 劉巖 郭利攀 孟平 姚江慧 陳清凱

摘要? ? 采用草酸-草酸銨為浸提劑，通過超聲提取、高溫破壞草酸、富集濃縮后，利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）測定土壤中有效鉬含量。結(jié)果表明，超聲提取后樣品測定結(jié)果與傳統(tǒng)振蕩提取方式處理后采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）測定結(jié)果基本一致，可用于實際樣品的分析。

關(guān)鍵詞? ? 土壤;有效鉬;超聲提取;電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀

中圖分類號? ? S151.9+3;Q657.31? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2018）23-0198-01

鉬是作物必需的微量元素之一[1]，植物體將無機(jī)磷轉(zhuǎn)化為有機(jī)磷需要鉬的參與，植物固氮需要鉬的協(xié)調(diào)。鉬還可以增強(qiáng)植物光合作用，提高其抗旱、抗寒及抗病的能力[2]。土壤中的鉬包括水溶性鉬、交換性鉬、難溶性鉬及有機(jī)結(jié)合態(tài)鉬，其中能被植物吸收的鉬可用草酸-草酸銨溶液浸提，基本適應(yīng)各種反應(yīng)的土壤[3]。

土壤中有效鉬常見的測定方法主要有分光光度法、極譜催化法、石墨爐原子吸收光譜法、化學(xué)發(fā)光法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法等[3-11]。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法以檢出限低、靈敏度高、精密度好的特點被廣泛應(yīng)用于土壤中有效鉬的檢測[10-11]，但前處理上大多需要在25 ℃條件下處理8～10 h[3-4]，檢測周期較長，試驗過程中關(guān)鍵點不好掌握;而化學(xué)發(fā)光法需配備專門的化學(xué)發(fā)光分析儀，通用性不強(qiáng)。目前，采取超聲提取后，應(yīng)用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法檢測土壤中有效鉬的報道還比較少。本研究采用超聲提取與傳統(tǒng)振蕩提取比較試驗，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法檢測土壤中的有效鉬，對分析譜線、前處理條件進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）測定方法檢出限低、精密度高、準(zhǔn)確度好，可以用于土壤中有效鉬的測定，而超聲提取1 h的前處理方法較傳統(tǒng)方法大大縮短了試驗時間。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 材料與儀器

1.1.1? ? 供試材料。土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，ASA-1a、ASA-4a、ASA-8、ASA-9由地球物理地球化學(xué)勘查研究所提供;1 000 mg/L鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液，由國家有色金屬及電子材料分析測試中心提供;草酸、草酸銨、鹽酸為分析純。

1.1.2? ? 儀器與工作參數(shù)。儀器包括超聲儀（昆山市超聲儀器有限公司，KQ-500E）、恒溫振蕩搖床（培英儀器，HYG-B）、電熱板（LabTech，EH20B）、箱式電阻爐（上海一恒科學(xué)儀器有限公司，SX2-10-12NP）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜（Agilent Technologies，5100 ICP-OES）。電感耦合等離子體發(fā)射光譜工作參數(shù)：射頻功率1 200 W;等離子體流量12 L/min;霧化氣流量0.7 L/min;輔助氣流量1.0 L/min;觀察方式為徑向。

1.1.3? ? 工作曲線。準(zhǔn)確吸取1 mL鉬元素標(biāo)準(zhǔn)儲備液于100 mL容量瓶中，用1% HCl配制中間儲備液并逐級稀釋，配置鉬元素濃度分別為0、0.05、0.10、0.20、0.40、0.60 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列。

1.2? ? 試驗方法

準(zhǔn)確稱取土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)15.00 g（精確到0.01 g）于聚乙烯塑料瓶中，準(zhǔn)確加入150 mL草酸-草酸銨浸提劑，并蓋緊瓶蓋。分別采取超聲提取前處理方法（1 h、25 ℃）和傳統(tǒng)方法（25 ℃，180 r/min振蕩提取8 h[3]），過濾后取濾液100 mL于瓷坩堝中在電熱板上蒸發(fā)至干（近干時應(yīng)適當(dāng)降低溫度，以防止濺出）。待完全干后繼續(xù)加熱（350 ℃）破壞部分草酸后，移入箱式電阻爐450 ℃灼燒6 h，破壞草酸及有機(jī)物。待冷卻后準(zhǔn)確加入10 mL鹽酸溶液溶解殘渣（需反復(fù)超聲溶解）至全部溶解。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 分析譜線選擇

選取靈敏度較高的4條譜線（202.032、204.598、203.846、201.512 nm）進(jìn)行分析，結(jié)果表明，204.598 nm譜線受到銅譜線的干擾;203.846 nm譜線受到硒、鉻譜線的干擾;201.512 nm譜線受到鈷譜線的干擾;202.032 nm譜線干擾最小、靈敏度最高、線性關(guān)系最好。因此，本研究最終選擇202.032 nm作為分析線。

2.2? ? 前處理選擇

由于土壤中有效鉬含量較低，土壤與浸提液需按1∶10比例浸提。浸提液中若含大量草酸鹽，則進(jìn)入等離子發(fā)射光譜后，將高溫分解生成游離碳，并易形成碳粒積在管口而影響儀器的穩(wěn)定運(yùn)行[9]。此外，浸提液中有效鉬含量濃度較低，需灼燒破壞草酸鈉，富集濃縮后再上機(jī)測量。

2.3? ? 檢出限與定量限

本研究采用低濃度加標(biāo)的方式計算方法的檢出限。選擇0.05 mg/L鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液，在優(yōu)化好的儀器條件下，連續(xù)測定7次，結(jié)果見表1。

依據(jù)《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標(biāo)準(zhǔn)制定技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 168—2010）[12]，方法檢出限為CL=S×2.896、測定下限為CD=4CL。本方法檢出限為0.005 mg/L，測定下限為0.02 mg/L。

2.4? ? 準(zhǔn)確度

在優(yōu)化好的儀器條件下對ASA-1a、ASA-4a、ASA-8、ASA-9等4種土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)提取液進(jìn)行測定，結(jié)果見表2。

結(jié)果表明，對于樣品的ASA-1a、ASA-4a、ASA-8、ASA-9，前處理方式為超聲提取1 h測得值分別為0.248、0.124、0.286、0.091 mg/kg，前處理方式為25 ℃、180 r/min提取8 h的測得值分別為0.253、0.131、0.280、0.092 mg/kg，均在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)參考值范圍之內(nèi)。

2.5? ? 精密度

在優(yōu)化好的儀器條件下對ASA-1a、ASA-4a、ASA-8、ASA-9等4種土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)提取液連續(xù)測定6次，計算各提取液的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表3。

結(jié)果表明，前處理方式為超聲提取1 h的4種土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鉬含量測得值的RSD值在1.33%～4.84%之間;前處理方式為25 ℃、180 r/min提取8 h的4種土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鉬含量測得值的RSD值在2.39%～4.73%之間，精密度好，滿足分析要求。

3? ? 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，采用草酸-草酸銨浸提、超聲1 h提取或25 ℃、180 r/min提取8 h后，灼燒破壞草酸鈉，富集濃縮后應(yīng)用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定土壤中的鉬，方法檢出限為0.005 mg/L、測定下限為0.02 mg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD值分別在1.33%～4.84%和2.39%～4.73%之間。結(jié)果表明，電感耦合等離子體發(fā)射光譜法可用于快速測定土壤中的有效鉬，且方法簡便、結(jié)果準(zhǔn)確、靈敏度高，可以應(yīng)用于實際分析測試，且超聲提取1 h方法較25 ℃、180 r/min振蕩提取8 h大大縮短試驗時間，更適用于快速測定土壤中的有效鉬。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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