對比分析2 種測定土壤中銅和鎳的方法

陳凌燕 熊志雷 劉蒙 趙芳輝

（山東嘉譽(yù)測試科技有限公司 山東淄博 255086）

目前，測定土壤中重金屬含量的方法主要有分光光度法、火焰原子吸收光譜法（FAAS）、石墨爐原子吸收光譜法（GFAAS）、原子熒光光譜法（AFS）、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）及電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）［1-3］等。銅、鉻、鋅等的測定多采用FAAS 法，鉛等采用GF-AAS 法。而對于高溫元素如鋇、釩、鈹?shù)?，ICP-OES 法則較FAAS 法靈敏，ICP-OES 法測得的多數(shù)元素的檢出限能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，且對于多元素的同時分析，ICP-OES 法更占優(yōu)勢。本文利用ICP-OES 法及FAAS 法對土壤中的重金屬元素銅和鎳進(jìn)行測定，并從檢出限、精密度、加標(biāo)回收率等方面進(jìn)行了對比分析。

1 材料與方法

1.1 儀器設(shè)備

火焰原子吸收分光光度計（TAS-990AFG），銅、鎳空心陰極燈，溫控電熱板（G-400），微波消解儀（屹堯TOPEX），電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（Agilent5110）。

1.2 試劑和材料

1 000 mg/L 銅、鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液（壇墨質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心），鹽酸、硝酸、氫氟酸均為優(yōu)級純，實(shí)驗(yàn)用水為新制備的去離子水，氬氣為高純。

1.3 樣品制備

稱取0.2 g（精確至0.000 1 g）制備好的土壤樣品于微波消解罐中，加入3 mL 鹽酸、6 mL 硝酸、2 mL 氫氟酸，充分混勻，在微波消解儀中按推薦程序進(jìn)行消解。消解結(jié)束后將消解罐放置于溫控電熱板上加熱趕酸，待液體成粘稠狀液滴時，取下稍冷，冷卻后定容、混勻?？瞻讟悠返闹苽錇椴环Q取土壤樣品，其他按照與樣品制備相同的步驟進(jìn)行。

ICP-OES 法及FAAS 法樣品制備方法相同，將制備好的樣品分別進(jìn)行ICP-OES 法及FAAS 法測試。

1.4 儀器測量條件及相關(guān)參數(shù)

2 種方法的儀器測量條件及相關(guān)參數(shù)見表1 及表2。

表1 ICP-OES 儀器測量條件及相關(guān)參數(shù)

表2 FAAS 儀器測量條件及相關(guān)參數(shù)

1.5 校準(zhǔn)曲線的配制

分別移取一定體積Cu 和Ni 元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用1%硝酸溶液配置一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。ICP-OES 方法及FAAS 方法標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度分別見表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的濃度 單位∶mg/L

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

ICP-OES 法測得Cu、Ni 的標(biāo)準(zhǔn)曲線在0.1 mg/L～6.0 mg/L濃度范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)r 分別為1.000 0、0.999 9；FAAS 法測得Cu、Ni 的標(biāo)準(zhǔn)曲線在0.2 mg/L～1.0 mg/L 濃度范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)r 分別為0.999 9、0.999 6。測定結(jié)果分別見表4。

表4 待測元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)參數(shù)

2.2 檢出限和測定下限

按照HJ168—2020 標(biāo)準(zhǔn)要求［4］，分別利用ICP-OES 及FAAS對空白樣品進(jìn)行測定，均未檢測出目標(biāo)物Cu 和Ni。對空白加標(biāo)樣品重復(fù)測定7 次，得到Cu 和Ni 的方法檢出限及測定下限。測定結(jié)果見表5。

根據(jù)表5 可知，ICP-OES 法測得Cu、Ni 的方法檢出限分別為0.4 mg/kg、0.3 mg/kg，測定下限分別為1.6 mg/kg、1.2 mg/kg；FAAS 法測得Cu 和Ni 的方法檢出限分別為1 mg/kg、3 mg/kg，測定下限分別為4 mg/kg、12 mg/kg。FAAS 法測得Cu 和Ni 的檢出限及測定下限需滿足HJ 491—2019 標(biāo)準(zhǔn)要求［5］，ICP-OES法測得的Cu 和Ni 的檢出限及測定下限比FAAS 法低，表明ICP-OES 法對測定土壤中Cu 和Ni 的靈敏度比FAAS 法更高。

表5 待測元素的方法檢出限及測定下限

2.3 精密度和正確度

利用ICP-OES 法及FAAS 法對實(shí)驗(yàn)室一實(shí)際土壤樣品平行測定6 次，計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。對此土壤樣品進(jìn)行加標(biāo)，計算加標(biāo)回收率。測定結(jié)果見表6。

表6 ICP-OES 法測定實(shí)際土壤樣品中的銅和鎳

根據(jù)表6 可知，ICP-OES 法及FAAS 法測得實(shí)際土壤樣品中的銅、鎳的濃度分別為22 mg/kg、28 mg/kg 及23 mg/kg、29 mg/kg，2 種方法測定結(jié)果相近。ICP-OES 法測得土壤樣品中的銅、鎳的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.4%、2.0%，加標(biāo)回收率為110%、100%；FAAS 法測得土壤樣品中銅、鎳的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為4.8%、3.1%，加標(biāo)回收率分別為95%、103%。ICP-OES法及FAAS 法測得實(shí)際土壤樣品中的銅、鎳的濃度值相近，精密度及加標(biāo)回收率均較高，具有很高的可比性。

3 結(jié)論

本文利用ICP-OES 法和FAAS 法測定土壤中的重金屬元素銅和鎳，并從檢出限、精密度、加標(biāo)回收率等方面進(jìn)行了對比分析，結(jié)論如下：

（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線：ICP-OES 法及FAAS 法測得Cu、Ni 的標(biāo)準(zhǔn)曲線分別在0.1 mg/L～6.0 mg/L 濃度范圍內(nèi)、0.2 mg/L～1.0 mg/L濃度范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)r 均大于0.999。

（2）檢出限和測定下限：FAAS 法及ICP-OES 法測得土壤中Cu 和Ni 的檢出限及測定下限均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，ICPOES 法測定土壤中Cu 和Ni 的靈敏度比FAAS 法更高。

（3）ICP-OES 法及FAAS 法測得實(shí)際土壤樣品中的銅、鎳的濃度值相近，精密度及加標(biāo)回收率均較高，具有很高的可比性，均可滿足土壤中重金屬元素銅和鎳的測定要求。

（4）ICP-OES 法可在同一測試條件下同時測定多種元素，而FAAS 法只能測定一種元素。因此對于多種元素的同時分析，ICP-OES 法比FAAS 法更占優(yōu)勢。