原子吸收法测定土壤中铜锌铅镉
发布时间： 2007-9-7 浏览次数： 1785 次
作者:潘海燕，张鑫
摘要 通过对几种消解体系的对比，选择出铅、镉最佳的消解方法为硝酸．氢氟酸．双氧水体系；铜锌最佳的消解方法为硝酸．氢氟酸．高氯酸体系。不同方法既能达到全量分析的要求，又能使基体干扰降到最小。通过对标准样品的多次测定，测定值均在其保证值范围内，铅镉相对标准偏差为2．2％ ～
7．2％ ，加标回收率在83％ ～116％之间；铜锌相对标准偏差为2，6％ 4．5％ ，加标回收率在92％ ～103％ 之间。
1 引言
土壤样品常用消解方法有硝酸-氢氟酸-高氯酸分解法、王水-氢氟酸-高氯酸分解法和微波消解法等。在实际操作中，对于微波消解方法，微波炉功率和时间选择不当，会导致土样消解不完全的情况出现。要获得完全的消解必须对不同的样品的具体消解时间和功率进行实验确定，费时费力，而且消解液中存在的大量的酸必须赶尽，否则会对样品测定产生严重的干扰。用硝酸．氢氟酸．高氯酸分解法即可得铜锌铅镉的全量分析。但是，发现高氯酸的使用对石墨炉法测定铅、镉不利，对火焰原子吸收法测铜锌则无影响。在进行了一系列实验和对比后发现，硝酸-氢氟酸-双氧水消解体系对用石墨炉原子吸收法测定土壤中的铅、镉更有利。
2 实验
2．1 主要仪器与试剂：Q45微波消解仪；PE-100火焰原子吸收分光光度计；PE-6OO 石墨炉原子吸收分光光度计，附AS-800自动进样器；聚四氟乙烯烧杯(具盖) ，塑料容量杯(由于氢氟酸会严重腐蚀玻璃仪器，导致空白值失控，影响测定，所以在移取氢氟酸时不能使用玻璃仪器) 。硝酸钯溶液(10 μg／mL) ；浓硝酸(优级纯) 、氢氟酸(优级纯) 、双氧水(优级纯) ；铅、镉标准储备液；铅、镉混合标准使用液；铅50μg/L、镉5μg／L ；铜、锌标准使用液是用1 000 mg／L 标准贮备液逐级稀释而成。由仪器自动稀释进样并绘制标准曲线。
分析过程中全部用水均使用去离子水，均使用符合国家标准分析纯以上化学试剂。所用玻璃仪器及聚四氟乙烯容器均需以硝酸(1+5)浸泡过夜，用水反复冲洗，最后用去离子水冲洗干净。
2．2 仪器工作条件E-6OO 原子吸收分光光度计工作参数见表1。其程序升温参数见表2。火焰原子吸收分光光度计的工作条件见表3。微波最佳消解工作条件见表4。
3 样品处理及测定
3．1 微波消解:准确称取土壤样品0．200 0～0．250 0 g，置于微波消解罐中，加入硝酸8 mL，浸泡0．5 h 去除有机质，加入氢氟酸2 mL，过氧化氢1 mL，加盖密封，放人微波消解装置中。按表2工作条件消
解完后，取出冷却至室温，移至50 mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水洗涤消解罐数次，并人烧杯，置于电热板上加热赶酸。待样品蒸至快干时，取下冷却，加1％稀硝酸溶解残渣，在电热板上温热溶解残渣，转入50 mL容量瓶，定容进行测定。同时做空白试验。
3．2 电热板消解:准确称取土壤样品0．200 0～0．25 0 g，置于聚四氟乙烯烧杯中，加浓硝酸10 mL，待剧烈反应停止后，移至低温电热板上，加热分解至液面干净，取下稍冷，加入氢氟酸5 mL，加热煮沸10 min ，取下冷却。加入高氯酸5 mL(硝酸．氢氟酸．过氧化氢体系用过氧化氢代替) ，蒸发至近干再加高氯酸(过氧化氢)2 mL，蒸发至近干(残渣为灰白色) ，冷却，加入1％硝酸25 mL，煮沸溶解残渣，移人50 mL容量瓶中，定容进行测定。同时做空白试验。
4 结果及讨论
(1)用微波消解法和电热板法分别消解土壤样品，发现前者不易将样品完全消解，即使经过电热板赶酸后，铜铅的测定结果仍然偏低，锌超过3倍标准差；采用硝酸．氢氟酸．高氯酸体系消解，铜锌结果都很好。采用硝酸．氢氟酸．过氧化氢体系铜结果偏低，锌超过3倍标准差。而铅镉则较好，结果见表5。可见铜锌铅镉并不宜用同一种酸消解方法。
(2)基体改进剂的选择:土壤的消解液在测定铅和镉时存在严重的基体干扰，在严格选择消解体系的情况下仍不能消除这方面的影响。以往经常使用的基体改进剂是磷酸氢二铵，但在实验中发现用石墨炉测定土壤中的铅和镉时，最好的基体改进剂是硝酸钯。经过对比实验发现，使用1~tg／mL 的硝酸钯溶液，在原子化过程中能得到非常好的峰形，测定的稳定性也非常好。
(3)准确度和精密度:同时称取GSS ．8土壤标样5份，用HNO3-HF-H202体系消解铅镉相对标准偏差为
2．2％ ～7．2％ ，加标回收率在83％ ～116％之间；用HNO ．HF ．HC104体系消解铜锌，相对标准偏差为2．6％ ～4．5％ ，加标回收率在92％ ～103％之间。
(4)耗时比较:微波法消解一批样品(12个) 需耗时6～7 h；电热板消解一批样品(20～30个) 需耗时l0～12 h。二者没有太大区别。
5 注意事项
(1)电热板消解过程中，室内质控非常重要，实验室需无尘，所用的器皿和试剂以及去离子水均不能含痕量锌。在实验之前，先用稀硝酸浸泡所有器皿12 h以上。此外，加酸过程中乳胶手套、护手霜均会影响测定结果。
(2)由于消解时使用氢氟酸，故不能使用玻璃制品，如移液管、烧杯、表面皿等，否则将严重影响测定结果。
(3)消解完后的消解液必须赶酸，否则将导致测定结果明显偏低。且在赶酸时，不可将试样蒸至干透(应为近干) ，因为此时Fe 、 盐可能因脱水生成难溶的氧化物而包夹待测金属，使结果偏低。
参考文献
1 国家环境保护局《水和废水监测分析方法>编委会．水和废水监测分析方法(第4版) ．北京：中国环境科学出版社，2OO2
原子吸收法测定土壤中铜锌铅镉
发布时间： 2007-9-7 浏览次数： 1785 次
作者:潘海燕，张鑫
摘要 通过对几种消解体系的对比，选择出铅、镉最佳的消解方法为硝酸．氢氟酸．双氧水体系；铜锌最佳的消解方法为硝酸．氢氟酸．高氯酸体系。不同方法既能达到全量分析的要求，又能使基体干扰降到最小。通过对标准样品的多次测定，测定值均在其保证值范围内，铅镉相对标准偏差为2．2％ ～
7．2％ ，加标回收率在83％ ～116％之间；铜锌相对标准偏差为2，6％ 4．5％ ，加标回收率在92％ ～103％ 之间。
1 引言
土壤样品常用消解方法有硝酸-氢氟酸-高氯酸分解法、王水-氢氟酸-高氯酸分解法和微波消解法等。在实际操作中，对于微波消解方法，微波炉功率和时间选择不当，会导致土样消解不完全的情况出现。要获得完全的消解必须对不同的样品的具体消解时间和功率进行实验确定，费时费力，而且消解液中存在的大量的酸必须赶尽，否则会对样品测定产生严重的干扰。用硝酸．氢氟酸．高氯酸分解法即可得铜锌铅镉的全量分析。但是，发现高氯酸的使用对石墨炉法测定铅、镉不利，对火焰原子吸收法测铜锌则无影响。在进行了一系列实验和对比后发现，硝酸-氢氟酸-双氧水消解体系对用石墨炉原子吸收法测定土壤中的铅、镉更有利。
2 实验
2．1 主要仪器与试剂：Q45微波消解仪；PE-100火焰原子吸收分光光度计；PE-6OO 石墨炉原子吸收分光光度计，附AS-800自动进样器；聚四氟乙烯烧杯(具盖) ，塑料容量杯(由于氢氟酸会严重腐蚀玻璃仪器，导致空白值失控，影响测定，所以在移取氢氟酸时不能使用玻璃仪器) 。硝酸钯溶液(10 μg／mL) ；浓硝酸(优级纯) 、氢氟酸(优级纯) 、双氧水(优级纯) ；铅、镉标准储备液；铅、镉混合标准使用液；铅50μg/L、镉5μg／L ；铜、锌标准使用液是用1 000 mg／L 标准贮备液逐级稀释而成。由仪器自动稀释进样并绘制标准曲线。
分析过程中全部用水均使用去离子水，均使用符合国家标准分析纯以上化学试剂。所用玻璃仪器及聚四氟乙烯容器均需以硝酸(1+5)浸泡过夜，用水反复冲洗，最后用去离子水冲洗干净。
2．2 仪器工作条件E-6OO 原子吸收分光光度计工作参数见表1。其程序升温参数见表2。火焰原子吸收分光光度计的工作条件见表3。微波最佳消解工作条件见表4。
3 样品处理及测定
3．1 微波消解:准确称取土壤样品0．200 0～0．250 0 g，置于微波消解罐中，加入硝酸8 mL，浸泡0．5 h 去除有机质，加入氢氟酸2 mL，过氧化氢1 mL，加盖密封，放人微波消解装置中。按表2工作条件消
解完后，取出冷却至室温，移至50 mL聚四氟乙烯烧杯中，用少量水洗涤消解罐数次，并人烧杯，置于电热板上加热赶酸。待样品蒸至快干时，取下冷却，加1％稀硝酸溶解残渣，在电热板上温热溶解残渣，转入50 mL容量瓶，定容进行测定。同时做空白试验。
3．2 电热板消解:准确称取土壤样品0．200 0～0．25 0 g，置于聚四氟乙烯烧杯中，加浓硝酸10 mL，待剧烈反应停止后，移至低温电热板上，加热分解至液面干净，取下稍冷，加入氢氟酸5 mL，加热煮沸10 min ，取下冷却。加入高氯酸5 mL(硝酸．氢氟酸．过氧化氢体系用过氧化氢代替) ，蒸发至近干再加高氯酸(过氧化氢)2 mL，蒸发至近干(残渣为灰白色) ，冷却，加入1％硝酸25 mL，煮沸溶解残渣，移人50 mL容量瓶中，定容进行测定。同时做空白试验。
4 结果及讨论
(1)用微波消解法和电热板法分别消解土壤样品，发现前者不易将样品完全消解，即使经过电热板赶酸后，铜铅的测定结果仍然偏低，锌超过3倍标准差；采用硝酸．氢氟酸．高氯酸体系消解，铜锌结果都很好。采用硝酸．氢氟酸．过氧化氢体系铜结果偏低，锌超过3倍标准差。而铅镉则较好，结果见表5。可见铜锌铅镉并不宜用同一种酸消解方法。
(2)基体改进剂的选择:土壤的消解液在测定铅和镉时存在严重的基体干扰，在严格选择消解体系的情况下仍不能消除这方面的影响。以往经常使用的基体改进剂是磷酸氢二铵，但在实验中发现用石墨炉测定土壤中的铅和镉时，最好的基体改进剂是硝酸钯。经过对比实验发现，使用1~tg／mL 的硝酸钯溶液，在原子化过程中能得到非常好的峰形，测定的稳定性也非常好。
(3)准确度和精密度:同时称取GSS ．8土壤标样5份，用HNO3-HF-H202体系消解铅镉相对标准偏差为
2．2％ ～7．2％ ，加标回收率在83％ ～116％之间；用HNO ．HF ．HC104体系消解铜锌，相对标准偏差为2．6％ ～4．5％ ，加标回收率在92％ ～103％之间。
(4)耗时比较:微波法消解一批样品(12个) 需耗时6～7 h；电热板消解一批样品(20～30个) 需耗时l0～12 h。二者没有太大区别。
5 注意事项
(1)电热板消解过程中，室内质控非常重要，实验室需无尘，所用的器皿和试剂以及去离子水均不能含痕量锌。在实验之前，先用稀硝酸浸泡所有器皿12 h以上。此外，加酸过程中乳胶手套、护手霜均会影响测定结果。
(2)由于消解时使用氢氟酸，故不能使用玻璃制品，如移液管、烧杯、表面皿等，否则将严重影响测定结果。
(3)消解完后的消解液必须赶酸，否则将导致测定结果明显偏低。且在赶酸时，不可将试样蒸至干透(应为近干) ，因为此时Fe 、 盐可能因脱水生成难溶的氧化物而包夹待测金属，使结果偏低。
参考文献
1 国家环境保护局《水和废水监测分析方法>编委会．水和废水监测分析方法(第4版) ．北京：中国环境科学出版社，2OO2