微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定土壤中鎘

賈月存 于愛琛

（灌云縣環(huán)境監(jiān)測站 江蘇連云港 222200）

鎘是土壤中主要的重金屬污染物之一，人體攝入少量的鎘便有可能引發(fā)中毒癥狀，引起負(fù)鈣平衡和骨質(zhì)疏松癥[1]。隨著工業(yè)的發(fā)展，鎘廣泛應(yīng)用于電鍍、顏料、塑料穩(wěn)定劑、合金、電池、橡膠等行業(yè)，導(dǎo)致鎘很容易進(jìn)入土壤而污染土壤。土壤中的鎘污染具有隱蔽性強(qiáng)，不易監(jiān)測，危害性大的特點(diǎn)，土壤中過量的鎘會抑制植物的正常生長，在可食部分的殘留還會通過食物鏈影響到人體的健康[2]。因此,深入研究土壤中鎘含量的分析方法,對指導(dǎo)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保護(hù)環(huán)境都有重要的意義。本文通過對土壤樣品進(jìn)行微波消解前處理，利用石墨爐原子吸收法測定土壤中鎘含量，結(jié)果表明，此法簡便、靈敏、準(zhǔn)確度高，可以快速測定土壤中鎘。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

1.1.1 安捷倫AA240Z型石墨爐原子吸收分光光度計(jì)；鎘空心陰極燈（美國安捷倫科技公司）；WX-4000型微波消解儀（南京貝蒂實(shí)驗(yàn)儀器公司）；Purelab Classic UF型超純水機(jī)（美國Pall公司）。

1.1.2 鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液（100ug/mL,國家標(biāo)準(zhǔn)樣品中心）；所用硝酸鎂、硝酸、氫氟酸、硫酸、磷酸氫二銨均為優(yōu)級純。

1.2 樣品前處理

經(jīng)對HNO3-HF-HClO4體系、HNO3-HF-H2SO4體系兩種溶樣體系試驗(yàn)表明:HNO3-HF-HClO4體系溶樣,國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GSD系列測定結(jié)果稍有偏低,且易引起石墨管暴裂,原因是在溶樣時產(chǎn)生的氯根 (Cl-)與鎘形成CdCl2而揮發(fā)損失,HNO3-HF-H2SO4體系溶樣測定結(jié)果正常,具體操作步驟如下:

用電子天平準(zhǔn)確稱量土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品ESS-1和ESS-2各1份，每份0.2000g左右，分別置于100mL聚四氟乙烯消解罐中。用幾滴超純水濕潤一下，然后加入 5 mL硝酸，10mL氫氟酸和1mL1+1硫酸，待樣品被酸液充分浸潤后，蓋緊罐蓋，并將聚四氟乙烯消解罐安裝好。放入WX-4000型微波消解儀中，于180℃下平衡消解4h，每批土壤樣品同時做2份全程試劑空白試驗(yàn)（用超純水代替樣品）。

樣品消解完成之后，放于通風(fēng)櫥中降溫，待溫度降至室溫時開啟消解罐。取出內(nèi)罐，置于電熱板上趕酸。趕酸完畢，聚四氟乙烯消解罐液體呈淺黃色，加入10ml 2%的磷酸二氫銨溶液和5%Mg(NO3)2溶液，用1%硝酸溶液轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中定容，搖勻，靜置備測。

1.3 工作曲線

以磷酸二氫銨-硝酸鎂體系為基體改進(jìn)劑，經(jīng)試驗(yàn)設(shè)置主標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為 5ng/mL,由儀器智能稀釋為 0.25、0.5、1、2、5ng/mL標(biāo)準(zhǔn)系列,基體改進(jìn)劑選擇濕法由儀器自動加入,以峰高吸收信號作圖，見圖1。

2 結(jié)果與討論

2.1 基體改進(jìn)劑

因鎘是易揮發(fā)元素,不加基體改進(jìn)劑,隨試液介質(zhì)不同,一般在400～600℃之間揮發(fā),故本文用1%HNO3做溶液,2ng/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)對基體改進(jìn)劑進(jìn)行了深入研究試驗(yàn)，結(jié)果表明:用0.2%NH4H2PO4+0.5%Mg(NO3)2做基體改進(jìn)劑,灰化溫度可達(dá)700℃、最佳溫度為500℃,通過磷酸二氫銨、硝酸鎂對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鎘的影響研究發(fā)現(xiàn),磷酸二氫銨量大于0.2%、硝酸鎂量大于0.5%對鎘的吸光度無明顯影響,磷酸二氫銨量小于0.15%、硝酸鎂量小于0.4%時,樣品的吸光值降低很多，故本文選用0.2%NH4H2PO4+0.5%Mg(NO3)2體系作為基體改進(jìn)劑。

圖1 Cd的工作曲線

2.2 精密度和檢出限

用試驗(yàn)方法和最佳條件,對1.0ug/L的鎘進(jìn)行12次分析,計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)值之間的相對誤差(RE%)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)，測定結(jié)果見表1。

表1 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

對空白溶液平行測定12次,,根據(jù)公式DL=3×SD/K（其中：SD為標(biāo)準(zhǔn)偏差，K為斜率）求得鎘的檢出限1.96×10-13g。

2.3 樣品分析與加標(biāo)回收

用本方案樣品ESS-1、ESS-2進(jìn)行測定，并進(jìn)行了加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果表明,測定值均與標(biāo)準(zhǔn)值相符,加標(biāo)回收率分別為ESS-1—101.4%；ESS-2—95.9%(見表 2)。

表2 樣品分析與加標(biāo)回收

3 結(jié)語

本法應(yīng)用安捷倫AA240Z型石墨爐原子吸收分光光度計(jì)以NH4H2PO4+Mg(NO3)2為基體改進(jìn)劑分析土壤中的鎘，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法有效地消除了基體的干擾和背景吸收,靈敏度高,結(jié)果準(zhǔn)確,能有效的測定土壤中的鎘。

[1]楊惠芬，戴寅，王叔淳，等.食品衛(wèi)生理化檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)手冊[K].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997：21-31.

[2]張亞麗，沈其榮，姜洋.有機(jī)肥料對鎘污染土壤的改良效應(yīng)[J].土壤學(xué)報，2001，38（2）:212-218.

[3]黃儉惠.原子吸收光譜法測定鎘的進(jìn)展[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2007，21（6）:698-701.