快速電熱板消解—ICPMS法測定土壤中金屬元素鉈

陳燕杰

摘 要：利用電熱板消解土壤樣品，具有本底低、酸量少及快速等特點(diǎn)，利用ICPMS內(nèi)標(biāo)法測定土壤中金屬元素鉈。

關(guān)鍵詞：快速；電熱板消解；電感耦合等離子體-質(zhì)譜法；土壤；鉈

中圖分類號：S151.9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0096-02

1 概述

現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對土壤的前處理方法種類繁多，且繁瑣復(fù)雜，對于操作人員有較高要求，且消解過程中容易引入污染。消解容器的反復(fù)使用也較難以控制低本底。本方法旨在探索一種快速消解技術(shù)，區(qū)別于普通的四酸法消解，具有耗時短、加酸量少、本底低等特點(diǎn)。利用ICPMS內(nèi)標(biāo)法測定土壤中鉈，結(jié)果準(zhǔn)確度高，精密度好，結(jié)果令人滿意。

2 實(shí)驗部分

2.1 儀器與設(shè)備

珀金埃爾默 NexION 350X型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（具耐氫氟酸進(jìn)樣系統(tǒng)）；萊伯泰科 54孔電熱消解爐；梅特勒-托利多 萬分之一分析天平。

2.2 試劑及耗材

高純液氬：（99.999%）；硝酸：UP級純；鹽酸：UP級純；氫氟酸：UP及純；超純水；鉈元素單標(biāo)：1000mg/L（國家環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所）；內(nèi)標(biāo)溶液：40μg/L的Rh溶液；離心管：50mL（crystalgen生產(chǎn)）

2.3 儀器工作條件

2.3.1 電熱消解爐工作條件

54位電熱消解爐，50mLCG離心管為消解管。分2步程序升溫，具體條件見表1。

2.3.2 ICPMS工作條件

ICP射頻功率：1600W；霧化器流速：1L/min；掃描次數(shù)：20次；重復(fù)次數(shù)：3；模式：KED。ICPMS儀器的條件參數(shù)通過自動優(yōu)化條件給出，用調(diào)諧液調(diào)諧后，通過儀器給出的標(biāo)準(zhǔn)要求，即可開始分析樣品。

2.4 消解過程

準(zhǔn)確量取0.25g（過100目篩）土壤樣品于50mL聚乙烯離心管中，加入1mL硝酸溶液1mL鹽酸溶液及2mL氫氟酸于離心管中，加蓋，置于電熱消解爐上加熱消解，按預(yù)先設(shè)置的條件升溫。開蓋，稍冷，定容至50mL。消解時，保證樣品不受通風(fēng)櫥周邊的環(huán)境污染。若消解液存在一些不溶物可靜置過夜或者離心以獲得澄清液。將得到的澄清液稀釋10倍作為試液，待上機(jī)測定。

2.5 校準(zhǔn)曲線的繪制

配制濃度分別0.04μg/L、0.4μg/L、2μg/L、4μg/L、8μg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按儀器操作條件用內(nèi)標(biāo)法測定，繪制校準(zhǔn)曲線。測得結(jié)果：線性方程為y=0.027x-0.001，相關(guān)系數(shù)r=0.9999。

2.6 試液的測定

將稀釋后試液上機(jī)測定，步驟同校準(zhǔn)曲線測定方法。

2.7 結(jié)果計算

樣品中元素含量按式（1）進(jìn)行計算。式中：w1：樣品中元素的含量，μg/L；0：實(shí)驗室空白溶液中元素的質(zhì)量濃度，μg/L；：樣品中元素的質(zhì)量濃度，μg/L；V：樣品定容體積；m：樣品重量；f：樣品稀釋倍數(shù)。

3 結(jié)果與討論

3.1 前處理過程的探討

對比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)推薦消解體系，用酸量較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出提取金屬元素需求量，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)硝酸-鹽酸-氫氟酸消解體系能較完整提取土壤中各元素，同時降低各酸用量，通過加蓋消解方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)部回流，充分利用少量酸達(dá)到完全消解土壤的目的。為了避免消解罐對樣品的污染，選用了一種具刻度的離心管，在125℃下不變形不析出，同時定量準(zhǔn)確，免去了轉(zhuǎn)移過程中的損失和污染。

3.2 方法檢出限

取31次平行測定全程空白溶液，求得其標(biāo)準(zhǔn)偏差0.002mg/kg，當(dāng)置信度為99%時，檢出限為0.005mg/kg。

3.3 方法精密度

取同一土樣6份按上述方法消解得到的試液，上機(jī)測定，求得其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），即為方法精密度。詳見表3。

3.4 方法準(zhǔn)確度

取23個GSS系列土壤標(biāo)樣，按本方法消解測定，測定值與標(biāo)準(zhǔn)值非常相近，結(jié)果令人滿意。結(jié)果見表4。

4 結(jié)論

實(shí)驗表明，快速消解法對土壤樣品中提取鉈的效率較完全，方法檢出限遠(yuǎn)低于規(guī)范要求，具有較高精密度和準(zhǔn)確度的優(yōu)點(diǎn)。適合大批量土壤樣品中鉈的分析測定。