原子吸收分光光度法測定土壤重金屬在消解過程中存在的問題與對策探討

李卓

摘要：指出了原子吸收分光光度法測定土壤中的重金屬，是通過對土壤進(jìn)行全量分解的方法，徹底破壞土壤的礦物晶格，使試樣中的待測元素全部進(jìn)入試液中。然后采用原子吸收分光光度法，在最佳測定條件下測定各種重金屬的含量，因此土壤重金屬的消解過程是影響測定結(jié)果準(zhǔn)確度的最重要的因素之一。分析了消解過程中的一些細(xì)節(jié)問題，并提出了相應(yīng)的對策與建議。

關(guān)鍵詞：土壤；重金屬；消解

中圖分類號：X131文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）01017902

1引言

隨著我國社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境面臨著巨大的壓力，土壤污染成為繼空氣、水體、噪聲污染的又一重大環(huán)境問題。本文以土壤中鋅的測定為例，對該試驗的幾個關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，提出了一些建議和方法，以提高其測定的準(zhǔn)確度。在實際工作中，測定土壤中的鋅用火焰原子吸收分光光度法（GB/ T17138 -1997），樣品制備大都采用全量消解法。該方法操作過程繁多，消解不完全，待測成分易損失，準(zhǔn)確度不易把握。消解過程中，每一處環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差都會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。又由于土壤中可能含有有機質(zhì)和植物纖維的影響，使消解往往不完全、待測成分易損失、試劑消耗量很大及產(chǎn)生對操作人員有害的酸氣等缺點，所以在消解過程中，針對測定土壤中鋅的含量的實驗，進(jìn)行了方法條件試驗，總結(jié)各個實驗方法的優(yōu)缺點，并加以改進(jìn)。改進(jìn)后的方法具有操作簡單、引入干擾少、提取率高等優(yōu)點，更加科學(xué)實用。

2實驗原理的概述

此法是采用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸全量分解的方法，徹底破壞土壤的礦物晶格，使試樣中的待測元素全部進(jìn)入試液中。然后，將土壤消解液噴入空氣-乙炔火焰中，在火焰的高溫下，鋅化合物離解為基態(tài)原子，該基態(tài)原子蒸氣對相應(yīng)的空心陰極燈發(fā)射的特征譜線產(chǎn)生選擇性收。在選擇的最佳測定條件下，測定鋅的吸光度。

3土壤消解液的制備

準(zhǔn)確稱取0.5g風(fēng)干土樣于聚四氟乙烯坩堝中，用幾滴水潤濕后，加入10mL鹽酸（優(yōu)級純）于電熱板上低溫加熱，蒸發(fā)至約剩5mL時加入10mL 硝酸（優(yōu)級純），繼續(xù)加熱蒸發(fā)至粘稠狀，加入5mL氫氟酸（優(yōu)級純），并繼續(xù)加熱，為了達(dá)到更好的除硅效果應(yīng)經(jīng)常搖動坩堝，最后加入3mL高氯酸并加熱到白煙冒盡，土壤分解物應(yīng)呈白色或淡黃色，傾斜坩堝時呈不流動的粘稠狀，用1%稀硝酸沖洗內(nèi)壁及坩堝蓋，溫?zé)崛芙鈿堅鋮s后定容至50mL，備用。

4實驗中的問題探討

土壤樣品組分復(fù)雜，對于鋅的測定難度大。樣品的消解方法是測定過程中的一個重要環(huán)節(jié)。

4.1容器的選取

按標(biāo)準(zhǔn)所述準(zhǔn)確稱取025～05g （準(zhǔn)確度至00002g）試樣于50mL聚四氟乙烯坩堝（帶蓋）中，在其他的文獻(xiàn)中有采用聚四氟乙烯燒杯，認(rèn)為燒杯底部比聚四氟乙烯坩堝接觸面積大，受熱更均勻，消解更充分，且聚四氟乙烯燒杯的深度深，試樣受熱后不易飛濺，但采用帶蓋的聚四氟乙烯坩堝能起到很好的回流效果，消解的效果要比聚四氟乙烯燒杯的效果好，所以還是選用了聚四氟乙烯坩堝。

4.2溫度的控制

整個樣品的消解過程，對溫度的控制是嚴(yán)格的，它直接影響著土壤消解能否達(dá)到要求。根據(jù)經(jīng)驗，試樣開始加10mL鹽酸時，低溫蒸發(fā)，溫度控制在60～80℃，使樣品初步分解。加入硝酸5mL，氫氟酸5mL 高氯酸3mL后，中溫加熱，溫度必須控制在低于400℃。溫度過高，可使聚四氟乙烯熔化；溫度過低，不利于消解除硅，樣品的分解時間短，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低。

4.3時間的控制

在溫度控制的同時，應(yīng)注意對時間的控制問題。溫度過高，時間則相應(yīng)縮短，否則加熱時間過長造成消解樣品焦糊，使測定結(jié)果偏低。

4.4酸的加入

在整個消解過程中，按先后加入鹽酸、硝酸 、氫氟酸、高氯酸，每次加入酸后，都應(yīng)蓋嚴(yán)坩堝蓋，輕輕搖動，使之充分混勻，以便充分消解。在加熱一段時間后，打開杯蓋，以取得良好效果。為了防止飛濺，應(yīng)該注意經(jīng)常搖動燒杯。由于土壤種類較多，所含有機質(zhì)差異較大，在消解時，注意觀察各種酸的用量，可視消解情況酌情增減。土壤消解液應(yīng)呈白色或淡黃色（含鐵量高的土壤呈現(xiàn)黃色），但沒有明顯沉淀物存在。

4.5酸的選擇

值得注意的是市售的氫氟酸含有雜質(zhì)較多，故造成校準(zhǔn)曲線高濃度點彎曲，所以一定要注意氫氟酸的選擇，一定要選用優(yōu)級純，而且在消化過程中酸的消耗量大，消化時間長，試樣易玷污，在高氯酸冒煙趕F-的操作中，時間不易控制，時間的不夠或過長均將直接導(dǎo)致土壤中鋅測定結(jié)果的偏高或偏低，另外，氫氟酸還有毒，有腐蝕性，太危險。所以在樣品消解的方法中避免氫氟酸的使用是上策，但還未找到適合替代氫氟酸的藥品

4.6消解體系

經(jīng)過研究，鋅的化合物容易離解，而且不形成難揮發(fā)性化合物，試液中的基體干擾較少。雖然土壤中大量的硅會產(chǎn)生影響，但由于采用了HNO3-HF-HClO4體系分解土樣，此時極大部分硅已被除去，所以一般不會產(chǎn)生千擾。但由于土樣中鋅含量較高，一般需將消解液用1%的硝酸稀釋5～10倍后待測。

4.7其他

關(guān)于消解后的一些土壤樣品在反復(fù)添加硝酸-氫氟酸-高氯酸后，消解液仍為混濁狀態(tài)，經(jīng)過過濾定容到容量瓶后，隨著存放時間的增長，溶液會呈越來越透明的狀態(tài)，而且瓶底的沉淀物已經(jīng)凝結(jié)，這個問題至今還沒有找到合理的解釋。但可以肯定的是經(jīng)消解的樣品中含有氫氟酸，用玻璃容量瓶裝消解過的樣品一定有更多的硅溶出。

5結(jié)語

以上幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)是土壤消解過程中遇到的一些影響實驗操作和結(jié)果的比較重要的步驟，同時也提出了一些改進(jìn)措施。其操作簡單，并且也在最大程度上保障了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

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