超聲提取-電感耦合等離子發射光譜法測定土壤中的有效鉬

葉冰潔 劉巖 郭利攀 孟平 姚江慧 陳清凱

摘要? ? 采用草酸-草酸銨為浸提劑，通過超聲提取、高溫破壞草酸、富集濃縮后，利用電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）測定土壤中有效鉬含量。結果表明，超聲提取后樣品測定結果與傳統振蕩提取方式處理后采用電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）測定結果基本一致，可用于實際樣品的分析。

關鍵詞? ? 土壤;有效鉬;超聲提取;電感耦合等離子體發射光譜儀

中圖分類號? ? S151.9+3;Q657.31? ? ? ? 文獻標識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2018）23-0198-01

鉬是作物必需的微量元素之一[1]，植物體將無機磷轉化為有機磷需要鉬的參與，植物固氮需要鉬的協調。鉬還可以增強植物光合作用，提高其抗旱、抗寒及抗病的能力[2]。土壤中的鉬包括水溶性鉬、交換性鉬、難溶性鉬及有機結合態鉬，其中能被植物吸收的鉬可用草酸-草酸銨溶液浸提，基本適應各種反應的土壤[3]。

土壤中有效鉬常見的測定方法主要有分光光度法、極譜催化法、石墨爐原子吸收光譜法、化學發光法、電感耦合等離子體原子發射光譜法等[3-11]。電感耦合等離子體發射光譜法以檢出限低、靈敏度高、精密度好的特點被廣泛應用于土壤中有效鉬的檢測[10-11]，但前處理上大多需要在25 ℃條件下處理8～10 h[3-4]，檢測周期較長，試驗過程中關鍵點不好掌握;而化學發光法需配備專門的化學發光分析儀，通用性不強。目前，采取超聲提取后，應用電感耦合等離子體發射光譜法檢測土壤中有效鉬的報道還比較少。本研究采用超聲提取與傳統振蕩提取比較試驗，采用電感耦合等離子體發射光譜法檢測土壤中的有效鉬，對分析譜線、前處理條件進行了分析。結果表明，電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）測定方法檢出限低、精密度高、準確度好，可以用于土壤中有效鉬的測定，而超聲提取1 h的前處理方法較傳統方法大大縮短了試驗時間。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 材料與儀器

1.1.1? ? 供試材料。土壤成分分析標準物質，ASA-1a、ASA-4a、ASA-8、ASA-9由地球物理地球化學勘查研究所提供;1 000 mg/L鉬標準溶液，由國家有色金屬及電子材料分析測試中心提供;草酸、草酸銨、鹽酸為分析純。

1.1.2? ? 儀器與工作參數。儀器包括超聲儀（昆山市超聲儀器有限公司，KQ-500E）、恒溫振蕩搖床（培英儀器，HYG-B）、電熱板（LabTech，EH20B）、箱式電阻爐（上海一恒科學儀器有限公司，SX2-10-12NP）、電感耦合等離子體發射光譜（Agilent Technologies，5100 ICP-OES）。電感耦合等離子體發射光譜工作參數：射頻功率1 200 W;等離子體流量12 L/min;霧化氣流量0.7 L/min;輔助氣流量1.0 L/min;觀察方式為徑向。

1.1.3? ? 工作曲線。準確吸取1 mL鉬元素標準儲備液于100 mL容量瓶中，用1% HCl配制中間儲備液并逐級稀釋，配置鉬元素濃度分別為0、0.05、0.10、0.20、0.40、0.60 mg/L的標準系列。

1.2? ? 試驗方法

準確稱取土壤成分分析標準物質15.00 g（精確到0.01 g）于聚乙烯塑料瓶中，準確加入150 mL草酸-草酸銨浸提劑，并蓋緊瓶蓋。分別采取超聲提取前處理方法（1 h、25 ℃）和傳統方法（25 ℃，180 r/min振蕩提取8 h[3]），過濾后取濾液100 mL于瓷坩堝中在電熱板上蒸發至干（近干時應適當降低溫度，以防止濺出）。待完全干后繼續加熱（350 ℃）破壞部分草酸后，移入箱式電阻爐450 ℃灼燒6 h，破壞草酸及有機物。待冷卻后準確加入10 mL鹽酸溶液溶解殘渣（需反復超聲溶解）至全部溶解。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 分析譜線選擇

選取靈敏度較高的4條譜線（202.032、204.598、203.846、201.512 nm）進行分析，結果表明，204.598 nm譜線受到銅譜線的干擾;203.846 nm譜線受到硒、鉻譜線的干擾;201.512 nm譜線受到鈷譜線的干擾;202.032 nm譜線干擾最小、靈敏度最高、線性關系最好。因此，本研究最終選擇202.032 nm作為分析線。

2.2? ? 前處理選擇

由于土壤中有效鉬含量較低，土壤與浸提液需按1∶10比例浸提。浸提液中若含大量草酸鹽，則進入等離子發射光譜后，將高溫分解生成游離碳，并易形成碳粒積在管口而影響儀器的穩定運行[9]。此外，浸提液中有效鉬含量濃度較低，需灼燒破壞草酸鈉，富集濃縮后再上機測量。

2.3? ? 檢出限與定量限

本研究采用低濃度加標的方式計算方法的檢出限。選擇0.05 mg/L鉬標準溶液，在優化好的儀器條件下，連續測定7次，結果見表1。

依據《環境監測 分析方法標準制定技術導則》（HJ 168—2010）[12]，方法檢出限為CL=S×2.896、測定下限為CD=4CL。本方法檢出限為0.005 mg/L，測定下限為0.02 mg/L。

2.4? ? 準確度

在優化好的儀器條件下對ASA-1a、ASA-4a、ASA-8、ASA-9等4種土壤成分分析標準物質提取液進行測定，結果見表2。

結果表明，對于樣品的ASA-1a、ASA-4a、ASA-8、ASA-9，前處理方式為超聲提取1 h測得值分別為0.248、0.124、0.286、0.091 mg/kg，前處理方式為25 ℃、180 r/min提取8 h的測得值分別為0.253、0.131、0.280、0.092 mg/kg，均在標準物質參考值范圍之內。

2.5? ? 精密度

在優化好的儀器條件下對ASA-1a、ASA-4a、ASA-8、ASA-9等4種土壤成分分析標準物質提取液連續測定6次，計算各提取液的相對標準偏差，結果見表3。

結果表明，前處理方式為超聲提取1 h的4種土壤成分分析標準物質鉬含量測得值的RSD值在1.33%～4.84%之間;前處理方式為25 ℃、180 r/min提取8 h的4種土壤成分分析標準物質鉬含量測得值的RSD值在2.39%～4.73%之間，精密度好，滿足分析要求。

3? ? 結論與討論

試驗結果表明，采用草酸-草酸銨浸提、超聲1 h提取或25 ℃、180 r/min提取8 h后，灼燒破壞草酸鈉，富集濃縮后應用電感耦合等離子體發射光譜法測定土壤中的鉬，方法檢出限為0.005 mg/L、測定下限為0.02 mg/L，相對標準偏差RSD值分別在1.33%～4.84%和2.39%～4.73%之間。結果表明，電感耦合等離子體發射光譜法可用于快速測定土壤中的有效鉬，且方法簡便、結果準確、靈敏度高，可以應用于實際分析測試，且超聲提取1 h方法較25 ℃、180 r/min振蕩提取8 h大大縮短試驗時間，更適用于快速測定土壤中的有效鉬。

4? ? 參考文獻

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[10] 張彩聰.電感耦合等離子發射光譜法測定土壤中有效鉬的含量[J].華北國土資源，2008，1（2）：50-51.

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[12] 中華人民共和國環境保護部.環境監測 分析方法標準制修訂技術導則：HJ 168-2010[S].北京：中國環境科學出版社，2008.