全自動(dòng)消解石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定土壤中的鎘

劉辭

摘 要：利用全自動(dòng)消解儀對(duì)土壤進(jìn)行處理，由軟件控制加酸-消解-趕酸-定容及搖勻等過程，并利用石墨爐原子吸收光譜法對(duì)土壤中含有的鎘含量進(jìn)行測(cè)定。通過對(duì)國(guó)家土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，即GBW07404、GBW07405及GBW07406等進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，測(cè)定的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值均接近，鎘元素實(shí)際的回收率要超95%，這種方法的檢出限是0.0048mg/kg，出現(xiàn)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差控制在5%以內(nèi)，具有較高的準(zhǔn)確度以及精密度，與我國(guó)《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》上規(guī)定的要求相一致。經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出，全自動(dòng)消解操作具有操作簡(jiǎn)單方便、消耗較低，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的電熱板消解法相比，這種方法更具有優(yōu)勢(shì)，在批量土壤樣品的前期處理環(huán)節(jié)中可進(jìn)行應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng)消解；石墨爐原子吸收光譜法；土壤；鎘

對(duì)土壤樣品進(jìn)行前處理時(shí)使用的傳統(tǒng)方法是混合酸濕法消解，包括硝酸-氫氟酸-高氯酸消解法以及硝酸-氫氟酸-雙氧水消解法等[1]。按照所使用的儀器設(shè)備不同劃分的有微波消解法以及密封消解罐消解法及電熱板消解法等等。這些消解法在實(shí)際使用時(shí)都需要在其中加入一些很容易揮發(fā)且具有較強(qiáng)腐蝕性的酸，操作程序繁瑣不說，還會(huì)對(duì)參與實(shí)驗(yàn)操作的工作人員產(chǎn)生危害。本次使用全自動(dòng)消解儀對(duì)土壤樣品進(jìn)行處理。這種方法只需要在消解管中稱取適當(dāng)樣品，按照軟件指令全自動(dòng)消解儀就可以自動(dòng)向其中添加各種酸，防止酸對(duì)參與實(shí)驗(yàn)的人員產(chǎn)生各種傷害。并且，還能避免在手動(dòng)操作中出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，使得樣品處理的重復(fù)性及精密度得以提高。在它工作時(shí)，可以對(duì)60個(gè)樣品同時(shí)消解，實(shí)現(xiàn)樣品處理的穩(wěn)定性與高效性，進(jìn)而對(duì)工作效率進(jìn)行提高。經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐表明，這種方式操作十分簡(jiǎn)單，在實(shí)際工作中應(yīng)用價(jià)值較大。

1.實(shí)驗(yàn)方法

1.1試劑及儀器

1.1.1試劑

鹽酸密度為1.18g/ml，優(yōu)級(jí)純；硝酸密度為1.42g/ml，優(yōu)級(jí)純；1%硝酸溶液，利用優(yōu)級(jí)純硝酸進(jìn)行配制；高氯酸密度為1.76g/ml，優(yōu)級(jí)純；2%磷酸氫二氨水溶液，優(yōu)級(jí)純，鎘國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1000ml，鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液2ug/L，以儲(chǔ)備液利用1%硝酸溶液對(duì)其進(jìn)行稀釋后配制。分析中所用的水均選擇超純水，電導(dǎo)率要超18.2MΩ？cm。本次實(shí)驗(yàn)中用到的三角瓶、容量瓶及小漏斗等均需要提前用硝酸浸泡過夜，再用水對(duì)其進(jìn)行反復(fù)沖洗后，最后用超純水對(duì)其沖洗4遍，晾干后再使用。

1.1.2儀器

本次實(shí)驗(yàn)使用的儀器主要有原子吸收光譜儀、石墨爐系統(tǒng)、鎘空心陰極燈、普通石墨管、全自動(dòng)消解儀、電熱板及小型超純水機(jī)、電子分析天平，載氣流量設(shè)置為0.2L/min。

1.2儀器的實(shí)際工作條件

原子吸收光譜儀參數(shù)設(shè)置：測(cè)量方式設(shè)置為吸收，波長(zhǎng)228.9nm，燈電流11mA，通帶0.5nm，信號(hào)為峰高，背景校正為氘燈4，測(cè)量時(shí)間為3s，工程體積為21ul，基體改進(jìn)劑4ul。表1為石墨爐工作程序。

1.3待測(cè)樣品

1.3.1土壤標(biāo)準(zhǔn)參考樣

三種國(guó)家土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，即GBW07404、GBW07405及GBW07406。

1.3.2土壤樣品

取自野外地質(zhì)勘查區(qū)土壤。

1.4全自動(dòng)消解與電熱板消解比較研究

利用本次研究選取的三種國(guó)家土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，分別進(jìn)行全自動(dòng)消解與電熱板消解，進(jìn)行比較研究。

1.4.1全自動(dòng)消解

稱取0.1g土樣放置在50ml消解管，將消解管置入全自動(dòng)消解儀中。消解儀按指令自動(dòng)向其中添加硝酸5ml、高氯酸2ml、氫氟酸2ml，搖勻1min，將消解管加蓋。待消解儀升溫至190℃時(shí)，將消解管蓋子取下，在對(duì)其徹底消解同時(shí)，趕酸至樣品呈現(xiàn)濕鹽狀，剩余1ml，樣品利用超純水定容至50ml，備用待測(cè)。試劑空白及樣品也采用這種方式消解。

1.4.2電熱板消解

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行消解，稱取0.1g土樣放置在50ml的聚四氟乙烯坩堝中，向其中加入鹽酸5ml，置于電熱板上進(jìn)行低溫加熱，待其蒸發(fā)至2ml時(shí)，取下待冷卻，加入硝酸5ml、氫氟酸4ml及高氯酸2ml，加蓋后，利用中溫對(duì)其加熱，約1h。開蓋后對(duì)其繼續(xù)加熱，除去其中硅，對(duì)坩堝經(jīng)常搖動(dòng)，保持其良好的飛硅效果。當(dāng)加熱至濃白煙時(shí)，將其加蓋，充分分解黑色有機(jī)碳化物，待坩堝中的黑色有機(jī)物完全消失后，開蓋后白煙進(jìn)行驅(qū)趕，并蒸發(fā)至內(nèi)容物呈現(xiàn)出粘稠狀。各種酸用量可以視實(shí)際消解情況酌量增減。當(dāng)白煙冒盡，且內(nèi)容物呈現(xiàn)出粘稠狀時(shí)，將其取下稍冷后，用超純水對(duì)其定容至50ml，并開始進(jìn)行試劑空白。

2.結(jié)果

2.1校準(zhǔn)曲線

圖1中的標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合方程應(yīng)為y=0.20570x+0.0250，相關(guān)系數(shù)應(yīng)為0.9995，表明鎘濃度應(yīng)在0-2.0ug/L這個(gè)范圍內(nèi)有著良好的線性。

2.2方法檢出限

連續(xù)對(duì)試劑空白鎘含量進(jìn)行11次測(cè)量，得到的試驗(yàn)結(jié)果如表2。

按照稱取0.1g土樣，對(duì)其消解定容至50ml，可得到土壤中鎘的方法檢出限是0.023mg/kg，與土壤中鎘測(cè)定檢出限的相關(guān)要求一致。

3.總結(jié)

利用全自動(dòng)消解儀對(duì)土壤樣品進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)全過程都由軟件進(jìn)行控制。儀器 自動(dòng)向其中添加各類試劑，防止各類腐蝕性酸對(duì)實(shí)驗(yàn)人員可能產(chǎn)生的傷害，使得樣品消解時(shí)間大大縮短，也節(jié)省了相應(yīng)的人力物力。另外，利用這種方法測(cè)定的準(zhǔn)確度較高，有良好的精密度，可以實(shí)現(xiàn)全量分析，在大批量的樣品中應(yīng)用價(jià)值較高。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉靜，王利紅，王霞，趙長(zhǎng)盛，薛富民，李劍.全自動(dòng)消解-石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定土壤中Pb和Cd[J].山東科學(xué)，2013，2605：14-17+28.