直接固体进样- 石墨炉原子吸收法测定土壤中铅含量

  仪器网 ·  2012-07-15 08:58  ·  36555 次点击
无公害农产品的生产是现代农产品发展的方向和现代农业市场开发的热点。土壤环境污染和残留监控是开展无公害农产品生产的第一步,而土壤中重金属含量是土壤环境评价工作中的重要指标。由于土壤样品中重金属含量分布不均匀、基体复杂、测试干扰大,传统方法采用萃取分离基体元素后分别用微孔滤膜铅斑法、双硫腙分光光度法、砷斑法,或采用酸消解样品后测定铅的含量,萃取分离过程复杂,耗费大量试剂和时间,且易引进误差。如果直接用固体进样石墨炉原子吸收法测定铅,不需要消解土壤样品,对样品添加基体改进剂固体进样后直接原子化,特点是取样量少,能够避免样品在消解和处理过程中的沾污和待测元素的损失,提高分析准确度,缩短分析时间,减少样品处理步骤,提高检测效率。
本文采用直接固体进样技术的原子吸收光谱仪方法,可以简便、快速地测定土壤中的铅等有害元素。样品称量后经固体进样器直接进入原子化器中进行分析,整个过程非常简单,不需要样品分解步骤,解决分析工作者多年来一直努力探求解决的由于样品消解带来的试剂污染、环境交叉干扰等诸多问题,建立一种比较实用的固体进样直接测定铅等有害元素的石墨炉原子吸收快速分析方法。此方法简便省时、节省试剂,且灵敏度高、重现性好,特别在土壤重金属污染监控工作中,适合大批量样品的监控检测。
1试验部分
1.1仪器与试剂
原子吸收光谱仪:ZEEnit600型,带横向加热石墨炉原子化器;(Analytik-Jena,AG),固体进样器,热解涂层石墨管以及固体进样石墨舟;(Analytik-Jena,AG),德国耶拿分析仪器公司;电子天平:AE240型,0.01mg,瑞士梅特勒有限公司。铅标准储备溶液:1.0mg/mL,国家标准物质中心;铅标准溶液:将铅标准储备溶液进行逐级稀释,配制成含铅1.0×10-3mg/mL的标准溶液。铅标准使用溶液:100×10-6mg/mL。吸取10mL含铅1.0×10-3mg/mL的标准溶液于100mL容量瓶中,加入盐酸(1+1)5mL,用水稀释至刻度,摇匀,配制成含铅为100×10-6mg/mL的铅标准使用溶液。(NH4)H2PO4溶液:1%水溶液,用优级纯配制;氩气:纯度大于99.999%;氧气:纯度大于99.999%;实验用水为高纯水,电阻率大于18.2MΩ。
1.2仪器工作条件
铅的测定波长为283.3nm;谱线强度为3.0%;灯电流为5.0mA;光谱通带宽度为0.8nm;积分时间3.0s;读出方式均为峰面积,采用塞曼背景校正。石墨炉升温程序(见表1)。
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1.3样品分析方法
采样地点为宁夏六盘山土壤样品,随机分布。土壤样品在作物收割后采集,采样深度0~20cm,以梅花形5点混合法采集约1.5kg。去除杂质,在室温下风干,粉碎研磨后过100目筛,待测。在微量天平上称取0.2~2.0mg左右样品至固体进样石墨舟中,加入2μL(NH4)H2PO4溶液,放入石墨炉原子化器中,按1.2仪器条件进行测定,同时做空白试验。
2结果讨论
2.1标准曲线的绘制
直接固体试样测定时,较难解决的问题是缺乏相应系列的标准样品来做工作曲线,测定铅标准曲线时可以采用与样品基体基本一致的土壤标准物质进行校正,只改变固体标样的进样量,从0.2~5mg不等称样,可以得到一条标准曲线。
本方法采用标准溶液来做工作曲线,将一定体积的标准溶液加入石墨舟后放入石墨管,经干燥、灰化、原子化后测定。采用德国耶拿分析仪器股份公司的一种专门用于直接固体进样技术的石墨舟以及石墨管消除进样差别,经过测定比较,用标准溶液作出的工作曲线与由称取不同量固体试样作出的标准曲线基本一致,但采用液体标准溶液进行曲线绘制操作更简便,同时测定灵敏度也有一定的提高。用微量移液管依次吸取铅标准使用液(100×10-6mg/mL)0.0μL、5.0μL、8.0μL、12.0μL、16.0μL、19.0μL体积,移至6个石墨舟中,相当于铅标准点为0.0ng、0.50ng、0.80ng、1.20ng、1.60ng、1.9ng,并在每个石墨舟中加入2μL的(NH4)H2PO4溶液。将石墨舟移入石墨炉内,按1.2仪器条件测定,并绘制出工作曲线。经试验,铅的线性范围为0~1.9ng,其回归方程为A=(K1+K2×C)/(1+K3×C),K1=0.026,K2=0.22,K3=0.24,相关系数为0.9992。
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2.2条件优化
试验在不加基体改进剂和加入基体改进剂条件下,灰化温度从550~950℃之间进行优化,经过试验,在土壤固体试样中加入适量的基体改进剂,可以提高灰化温度,从而消除基体干扰。本法选用加入2μL的(NH4)H2PO4溶液作为基体改进剂,配以塞曼背景扣除,基体干扰基本得以消除。
2.3样品测定结果
称取不同的土壤样品0.2~2.0mg左右,平行测定7次,测试结果(见表2)。
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从表2可以看出,采用固体进样石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中铅,RSD在7.3%~11.4%之间,说明该法精密度良好。经对11份空白样品的测定,得出的检出限铅为0.018ng(3倍信噪比),说明本法具有较高的灵敏度。对样品进行加标回收试验,回收率在89.8%~102.2%之间,表明该法具有较高的准确度。
3结论
采用直接固体进样石墨炉原子吸收分析技术直接分析土壤中的铅等有害元素,具有取样量小、无需消解、检出限低、分析时间短、无样品交叉污染,同时,该方法分析过程简单,不改变原始样品性状,节约分析成本。该法对于痕量元素在大量样品中的分布能提供有价值的信息。对于土壤样品的污染残留监控检测和应急检测能进行快速的反应。直接固体进样技术的应用,改善原子吸收光谱分析的性能,扩大原子吸收光谱的应用范围,在日常分析和残留监控及土壤普查检测等应急检测方面有着极高的应用价值和开发价值。
来源:《现代仪器》,转载请注明出处-仪器信息网(www.cncal.com)

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