不同消解方法對土壤中銅鋅測定的影響

李俊陽，陳澤智*，黃名湖，賴勝強(qiáng)

（中國廣州分析測試中心，廣東省化學(xué)危害應(yīng)急檢測技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510070）

伴隨經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，越來越多的廢棄污染物開始排放到環(huán)境中，土壤的重金屬污染也越來越嚴(yán)重[1-2]。土壤中的重金屬來源主要有以下3 個(gè)方面：1）大氣中的污染物通過降水進(jìn)入土壤中；2）工農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的污水通過灌溉或者滲透的方式進(jìn)入土壤中；3）固體廢棄物里的重金屬通過酸雨的作用下溶解，然后滲入土壤中。準(zhǔn)確分析土壤中的重金屬含量顯得越來越重要。由于土壤結(jié)構(gòu)成分復(fù)雜，種類繁多，建立準(zhǔn)確、快速、簡便、易行的檢測土壤中重金屬的方法，顯得尤其重要。

現(xiàn)在土壤的消解方法主要有電熱板濕法消解法、微波消解法和石墨消解法[3-8]。傳統(tǒng)的電熱板濕法消解法操作復(fù)雜、消耗酸量大、消解時(shí)間長。本文采用微波消解和石墨消解這兩種前處理方法做比對，通過對3 個(gè)土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的檢出限、精密度和準(zhǔn)確度的研究來比較這兩種方法對土壤中銅、鋅測定的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

TOPEX 微波消解儀（上海屹堯儀器科技有限公司，中國）、DS-360 石墨消解儀（廣東省測試分析研究所，中國）、Z2000 火焰原子吸收分光光度計(jì)（日立，日本）

硝酸，ρ（HNO3）=1.42g/mL，優(yōu)級純；鹽酸，ρ（HCl）=1.18g/mL，優(yōu)級純；氫氟酸，ρ（HF）=1.16g/mL，優(yōu)級純；高氯酸，ρ（HClO4）=1.68 g/mL，優(yōu)級純，以上試劑均為廣州化學(xué)試劑廠生產(chǎn)；1000μg/mL 銅標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB G 62024-90，國家鋼鐵材料測試中心）、1000μg/mL 鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB G 62025-90，國家鋼鐵材料測試中心）；土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSS-17（GBW07446）、GSS-30（GBW07xxx）、GSS-34（GBW07xxx），購自中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所。

1.2 土壤樣品前處理

微波消解法：準(zhǔn)確稱量0.200g 樣品（精確到0.0001）至消解罐中，用少量高純水濕潤，加入10mL 硝酸，2mL 氫氟酸，安裝好消解罐，旋緊泄壓螺帽，將消解罐裝入微波消解儀中，然后按表1 所列程序進(jìn)行消解。消解完成后，冷卻至室溫，在通風(fēng)櫥中進(jìn)行卸壓操作，將消解罐中的溶液轉(zhuǎn)移至100mL 聚四氟乙烯燒杯中，加入0.5mL高氯酸，將溶液蒸至近干，冷卻后加入3mL 高純水、1mL 鹽酸，轉(zhuǎn)移至50mL 容量瓶中，用高純水定容至刻度線，搖勻靜置待測。微波消解程序見表1。

表1 微波消解程序Tab.1 Microwave digestion procedures

石墨消解法：準(zhǔn)確稱量0.200g 樣品（精確到0.0001）至石墨管中，用少量高純水濕潤，然后按表2 所列程序進(jìn)行消解。消解完成后，冷卻至室溫，加入3mL 高純水、1mL 鹽酸，轉(zhuǎn)移至50mL 容量瓶中，用高純水定容至刻度線，搖勻靜置待測。石墨消解儀的操作程序，見表2。

表2 石墨消解儀的操作程序Tab.2 Procedures of graphite digestion device

1.3 儀器工作條件

火焰原子吸收光譜儀工作參數(shù)如表3 所示。

表3 火焰原子吸收光譜儀工作參數(shù)Tab.3 Operating parameters of FAAS

2 結(jié)果與討論

2.1 工作曲線及檢出限

依據(jù)HJ-168《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》對檢出限的定義，按試樣處理步驟制備的空白試樣作為實(shí)驗(yàn)室試劑空白，重復(fù)測定試劑空白7 次，按公式MDL=3.143(n-1,0.99)×SD，計(jì)算方法檢出限，結(jié)果見表4。由表4 可知，檢出限滿足土壤重金屬檢測的要求。

2.2 精密度和準(zhǔn)確度的測定

按照所建立的方法，對土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品GSS-17、GSS-30 和GSS-34 各取6 份，按照2 種不同的消解方法消解，分別測定這6 份三種土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品中銅和鋅的質(zhì)量濃度，進(jìn)行精密度的計(jì)算。兩種不同消解方法計(jì)算得出的精密度結(jié)果見表5。可以看出，采用這2 種消解方法測定土壤中銅和鋅的值均在土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的保證值范圍內(nèi)，說明這2 種前處理方法的準(zhǔn)確度均能滿足要求。采用微波消解法測定銅的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.48%～2.99%，鋅的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.62%～3.65%；采用石墨消解法測定銅的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.19%～3.10%，鋅的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.76%～4.08%，說明這兩種消解方法的精密度均滿足要求。從平均值的數(shù)值來看，石墨消解法的平均值比微波消解法更接近于樣品標(biāo)準(zhǔn)值。從相對標(biāo)準(zhǔn)偏差的數(shù)值來看，石墨消解法＞微波消解法，說明微波消解法具有更好的精密度。見表5。

表4 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程Tab.4 Standard curve formulation

表5 微波消解和石墨消解方法的精密度比較Tab.5 Precision of microwave digestion and graphite digestion method

3 結(jié)論

采用微波消解法和石墨消解法消解土壤，用火焰原子吸收分光光度計(jì)測定土壤中的銅和鋅，在準(zhǔn)確度和精密度上均能滿足土壤檢測的要求。微波消解具有加酸量少、精密度好等優(yōu)點(diǎn)，但是操作較為復(fù)雜，拆解、安裝消解罐體時(shí)耗時(shí)較長，轉(zhuǎn)移消解液時(shí)也較容易造成損失和污染。石墨消解相對比于微波消解，具有加熱均勻、消解時(shí)間短、樣品污染小、操作簡便、一次可處理大批樣品等優(yōu)點(diǎn)，可以大大提高土壤消解效率，值得在相關(guān)的土壤重金屬測定相關(guān)實(shí)踐中推廣應(yīng)用。