電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法與原子吸收光譜法測定肥料中鎳含量的試驗研究*

杜建光， 王 真， 殷慧敏， 劉學濤， 王艷春， 李鵬龍， 陳敬君，楊建華

(1.臨沂市檢驗檢測中心 山東臨沂 276007； 2.大連理工大學 遼寧大連 116024)

近年來，肥料中的有毒有害物質給土壤、生態(tài)以及作物帶來了巨大威脅，對人體健康產(chǎn)生了間接影響[1-2]。研究顯示[3-4]，鎳作為重金屬，具有引起炎癥和神經(jīng)衰弱、誘發(fā)鼻癌和肺癌、降低生育能力、致畸致突變等毒害作用。目前電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)和原子吸收光譜法(AAS)是測定鎳含量最常用的兩種方法，ICP-AES法具有高精密度、低檢出限和多元素同時測定等特點[5]，AAS法具有光譜干擾少、選擇性強等特點[6]。本文通過試驗，比較兩種方法測定肥料中鎳含量的檢出限、精密度和加標回收率。

1 材料與方法

1.1 儀器

5800型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，安捷倫科技(中國)有限公司；GTA120/240型原子吸收分光光度計，附有空氣-乙炔燃燒器及鎳空心陰極燈，安捷倫科技(中國)有限公司；SB-2.4型電熱板，上海彭浦機械廠有限公司；AL204/01型分析天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 試劑

鎳標準儲備液：1 000 μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

鎳標準溶液：50 μg/mL，移取鎳標準儲備液5.00 mL置于100 mL容量瓶中，加入鹽酸5 mL，用水定容，混勻。

硝酸、鹽酸：優(yōu)級純，國藥集團化學試劑有限公司。

鹽酸-硝酸混合酸：將鹽酸與硝酸按體積比3∶1混合，放置20 min后使用。

高純氬氣：體積分數(shù)99.999%，山東泓達生物科技有限公司。

1.3 儀器主要工作參數(shù)

1.3.1 ICP-AES

觀測方向：徑向；測定譜線：231.604 nm；輔助器流量：1.00 L/min；霧化器流量：0.70 L/min；等離子體氣流量：12.0 L/min ；穩(wěn)定時間15 s；觀察高度8 mm。

1.3.2 AAS

波長：232.0 nm；狹縫：0.2 nm；燈電流：5.0 mA；空氣流量：13.5 L/min；乙炔流量：2.0 L/min。

1.4 試樣溶液的制備

稱取試樣約2 g置于100 mL燒杯中，用少量水濕潤后，加入20 mL鹽酸-硝酸混合酸并蓋上表面皿，在電熱板上微沸30 min后移開表面皿，繼續(xù)加熱蒸至近干取下，冷卻后加2 mL鹽酸，加熱溶解，取下冷卻，過濾，濾液收集于50 mL容量瓶中，濾干后用少量水沖洗3次以上，合并于濾液中，定容，混勻。

1.5 標準曲線的繪制

1.5.1 ICP-AES

分別移取鎳標準溶液0、1.00、2.00、4.00、8.00、10.00 mL于6個100 mL容量瓶中，加入5 mL鹽酸，用水定容，混勻。此標準系列溶液中鎳的質量濃度分別為0、0.50、1.00、2.00、4.00、5.00 μg/mL。按1.3.1所述工作參數(shù)對儀器進行最佳工作條件設置，按鎳標準系列溶液的質量濃度由低到高進行測定，以鎳的質量濃度為橫坐標，對應的發(fā)射強度為縱坐標，制作標準曲線。

1.5.2 AAS

分別移取鎳標準溶液0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 mL于6個100 mL容量瓶中，加入4 mL鹽酸，用水定容，混勻。此標準系列溶液中鎳的質量濃度分別為0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00 μg/mL。按1.3.2所述工作參數(shù)對儀器進行最佳工作條件設置，按鎳標準系列溶液的質量濃度由低到高進行測定，以鎳的質量濃度為橫坐標，對應的吸光度為縱坐標，制作標準曲線。

1.6 樣品溶液的測定

在與測定標準系列溶液相同的條件下，測定樣品溶液中鎳的吸光度或發(fā)射強度，在標準曲線上查出鎳的質量濃度。

2 結果與討論

2.1 線性關系和檢出限

2.1.1 ICP-AES

在0～5.00 μg/mL內，鎳的質量濃度x與發(fā)射強度y呈線性關系(見圖1)，線性回歸方程為y=2 598x+32.17(r=1.000)。

圖1 ICP-AES法測定肥料中鎳含量的標準曲線

在儀器最佳工作條件下，用2.00 μg/mL的鎳標準溶液，按照1.5.1試驗方法平行測定11次，以3倍標準偏差計算方法的檢出限為10 μg/L。

2.1.2 AAS

在0～4.00 μg/mL內，鎳的質量濃度x與吸光度y呈線性關系(見圖2)，線性回歸方程為y=0.063x+0.003(r=0.999)。

圖2 AAS法測定肥料中鎳含量的標準曲線

在儀器最佳工作條件下，用2.00 μg/mL的鎳標準溶液，按照1.5.2試驗方法平行測定11次，以3倍標準偏差計算方法的檢出限為40 μg/L。

ICP-AES法的檢出限低至10 μg/L，其線性比AAS法更好。

2.2 儀器的精密度

選取2組不同鎳含量的肥料，分別平行處理7份樣品進行精密度試驗，計算7次測定結果的相對標準偏差(RSD)，結果見表1和表2。

對比表1和表2，ICP-AES法的精密度較好，RSD為0.98%～1.53%。

表1 ICP-AES法的精密度試驗結果(n=7)

2.3 加標回收率

選取2組不同鎳含量的肥料進行加標回收試驗。準確稱取2 g試樣于100 mL燒杯中，加入一定量鎳標準溶液，按照1.4對加標樣品進行處理。濾液上機測定，ICP-AES與AAS法的加標回收率結果見表3和表4。

表4 AAS法的加標回收率

由表3和表4可知，兩種方法的加標回收率為93.0%～95.4%，加標回收率測定結果相近。

3 結語

ICP-AES與AAS法均可用于肥料中鎳含量的測定，ICP-AES法的線性更好，檢出限低至10 μg/L，RSD為0.98%～1.53%，加標回收率為94.5%～95.4%。相對于AAS法，ICP-AES法的測定結果更準確，操作更快捷。