土壤樣品中硼檢測中電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的應(yīng)用

李靈鳳

（湖北省地質(zhì)局第六地質(zhì)大隊(duì)，湖北 孝感 432000）

在土壤中的硼元素檢測過程中出現(xiàn)了多種分析方法，最早應(yīng)用并作為經(jīng)典方法的容量法如今已經(jīng)很少使用，主要是由于該方法操作過程復(fù)雜，其原理是將樣品中硼元素經(jīng)試劑反應(yīng)后生成硼酸，再由酸堿滴定法得出硼酸含量，最后推算出樣品中硼元素含量。各種光度法也是現(xiàn)在常使用的檢測形式，但是進(jìn)行光度法檢測時(shí)需要使用到顯色劑，但是顯示劑均為有機(jī)試劑會(huì)對檢測人員帶來身體上的損害，大大限制了其廣泛應(yīng)用。對于已有報(bào)道的核反應(yīng)分析法，在實(shí)際的檢測中很難進(jìn)行，并且成本較高，只是對硼元素檢測提供了一種新的思路。

因此本文將選擇使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法與微波消解相結(jié)合的檢測方法，該方法將磷酸加入樣品中，能夠保證硼元素不被流失，并且硼元素檢測范圍較大，是一種檢測效果很好的檢測方法，能夠準(zhǔn)確的對土壤中硼元素進(jìn)行測定。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)所需儀器與參數(shù)

采用PE-2100DV電感耦合等離子體光譜儀。

1.2 選擇實(shí)驗(yàn)試劑

本次實(shí)驗(yàn)需要使用到的試劑有，為0.1g/L硼水溶液的硼標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液、磷酸以及微電子級的鹽酸、硝酸和氫氟酸。

表1 工作參數(shù)

制備硼標(biāo)準(zhǔn)溶液：根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求需要制備的硼標(biāo)準(zhǔn)溶液中硝酸濃度為2.5%和磷酸濃度為1%，制備的溶液濃度由樣品溶液介質(zhì)確定，本次需要有10mg/L、50mg/L與100mg/L這三種濃度的工作溶液，并采用塑料聚酯瓶進(jìn)行存儲(chǔ)。

1.3 實(shí)驗(yàn)操作過程

先在微波消解灌中放入已經(jīng)進(jìn)行105℃烘干的土壤樣品0.2000g，下一步需要將水潤濕樣品放入，接著放入磷酸、硝酸和氫氟酸各1mL、3mL和3mL，待混合后將消解灌擰緊。

完成消解后，讓消解灌自然冷卻，恢復(fù)常溫后打開消解灌，采用裝有聚四氟乙烯100mL的燒杯裝盛溶液，第一次將燒杯放在170℃的電熱板上一直放置至溶液只剩1mL左右，然后將2mL的硝酸滴入燒杯中，第二次進(jìn)行蒸發(fā)至1mL，再將5mL的鹽酸滴入燒杯中，進(jìn)行燒杯溶液的自然冷卻，完成冷卻后使用100mL的容量瓶裝盛溶液，采用超純水進(jìn)行定容，完成定容后便可使用ICPOES進(jìn)行測定。

表2 微波消解程序

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 確定實(shí)驗(yàn)的條件

2.1.1 試劑選擇

在進(jìn)行微波消解時(shí)，所需的酸性試劑種類很多，各種試劑的使用要求存在差異，在使用時(shí)需要注意，比如對用量沒有限制的氫氟酸、硝酸和鹽酸，以及確保使用溫度的硫酸和磷酸，當(dāng)樣品和酸性試劑處于密閉容器中一定不能使用次氯酸。

在對各種試劑的混合使用后發(fā)現(xiàn)，采用硝酸和氫氟酸共同作用的土壤樣品能夠很好的消解，為了能夠得到合適的硝酸和氫氟酸配比，選擇了1mL、3mL和5mL三種不同體積的兩種酸進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)選擇的硝酸和氫氟酸均為3mL時(shí)能夠完全消解土壤樣品并且不存在多余酸，其他兩種的效果均不能滿足要求，1mL酸過少，5mL酸有殘余。

確定硝酸和氫氟酸的用量后，還需要加入磷酸，這是為了防止硼元素轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的硼氟酸，從而導(dǎo)致硼元素的測定不準(zhǔn)確。

磷酸的用量也需通過對比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定，通過多次對比可得在選用1mL的磷酸時(shí)效果最佳，因此確定各酸的加入量為硝酸3mL、氫氟酸3mL和磷酸1mL，在加入上述各試劑后，溶液中的硼元素采用ICP-OES進(jìn)行測定。該方式所測得的硼元素含量具有準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。

2.1.2 溫度和時(shí)間對比實(shí)驗(yàn)

在表2中選擇了兩種不同的微波消解程序，以每種程序六個(gè)樣品的方式進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，在所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，選擇使用消解程序1的六個(gè)樣品未能完全消解，而程序2的六個(gè)樣品均完成消解。

2.1.3 選擇譜線

根據(jù)實(shí)驗(yàn)針對性的選擇幾種譜線進(jìn)行觀察，觀察譜線B249.772nm時(shí)發(fā)現(xiàn)，其具有很高的靈敏度，但是會(huì)出現(xiàn)和其他譜線相互干擾的情況，存在干擾的有Sn249.772nm、Co249.750nm和Fe249.782nm這 三 種譜線，并且干擾情況無法消除；觀察譜線B249.677nm時(shí)，存在和譜線Co249.671nm相互重疊的現(xiàn)象，并且與譜線Fe249.653nm相接近；觀察譜線B208.957nm時(shí)，雖然會(huì)受到Mo208.952nm的影響，但是干擾可以忽略，B208.957的檢出限好，因此被用在很多的場合，作為主要的分析線。

2.2 計(jì)算檢出限及測定下限

確定檢出限和測定下限，采用上述實(shí)驗(yàn)所用的儀器對空白溶液進(jìn)行測定，測定次數(shù)為12次，方法檢出限和測定下限通過標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍與10倍進(jìn)行計(jì)算得到，經(jīng)過計(jì)算得出的檢出限和測定下限均符合土壤樣品中硼元素檢測要求，且數(shù)值分別為0.093μg/g和0.31μg/g。

2.3 確定該方法的可行性

為了證明該方法具有符合要求的精度和準(zhǔn)確性，將選擇幾種國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用本方法進(jìn)行測定，如GBW07401、GBW07402等八種，每種物質(zhì)測定10個(gè)數(shù)據(jù)，將所得結(jié)果進(jìn)行分析比較可知，該方法能夠達(dá)到95.5%至106%的加標(biāo)回收率，并且相對偏差不大于5.94%，最小為2.15%。表面該方法所得到的效果不錯(cuò)，符合行業(yè)要求。

3 結(jié)語

本文通過探索和對比實(shí)驗(yàn)得出了采用微波消解儀作為消解儀器，使用硝酸、氫氟酸和磷酸相互配合進(jìn)行溶樣，最后選擇ICP-OES法進(jìn)行硼元素測定的完整實(shí)驗(yàn)方法。通過實(shí)驗(yàn)表明該方法操作簡單，能夠快速的對土壤中硼元素進(jìn)行測定，同時(shí)使用該方法測定了國家一級標(biāo)準(zhǔn)物，進(jìn)一步證實(shí)該方法所測定的結(jié)果可信和準(zhǔn)確，并且效果顯著。