全自動消解石墨爐原子吸收光譜法測定土壤中的鎘

劉辭

摘 要：利用全自動消解儀對土壤進行處理，由軟件控制加酸-消解-趕酸-定容及搖勻等過程，并利用石墨爐原子吸收光譜法對土壤中含有的鎘含量進行測定。通過對國家土壤標準物質，即GBW07404、GBW07405及GBW07406等進行檢測發現，測定的結果與標準值均接近，鎘元素實際的回收率要超95%，這種方法的檢出限是0.0048mg/kg，出現的相對標準偏差控制在5%以內，具有較高的準確度以及精密度，與我國《土壤環境監測技術規范》上規定的要求相一致。經實驗得出，全自動消解操作具有操作簡單方便、消耗較低，與國家標準推薦的電熱板消解法相比，這種方法更具有優勢，在批量土壤樣品的前期處理環節中可進行應用。

關鍵詞：全自動消解；石墨爐原子吸收光譜法；土壤；鎘

對土壤樣品進行前處理時使用的傳統方法是混合酸濕法消解，包括硝酸-氫氟酸-高氯酸消解法以及硝酸-氫氟酸-雙氧水消解法等[1]。按照所使用的儀器設備不同劃分的有微波消解法以及密封消解罐消解法及電熱板消解法等等。這些消解法在實際使用時都需要在其中加入一些很容易揮發且具有較強腐蝕性的酸，操作程序繁瑣不說，還會對參與實驗操作的工作人員產生危害。本次使用全自動消解儀對土壤樣品進行處理。這種方法只需要在消解管中稱取適當樣品，按照軟件指令全自動消解儀就可以自動向其中添加各種酸，防止酸對參與實驗的人員產生各種傷害。并且，還能避免在手動操作中出現各種錯誤，使得樣品處理的重復性及精密度得以提高。在它工作時，可以對60個樣品同時消解，實現樣品處理的穩定性與高效性，進而對工作效率進行提高。經過長期的實踐表明，這種方式操作十分簡單，在實際工作中應用價值較大。

1.實驗方法

1.1試劑及儀器

1.1.1試劑

鹽酸密度為1.18g/ml，優級純；硝酸密度為1.42g/ml，優級純；1%硝酸溶液，利用優級純硝酸進行配制；高氯酸密度為1.76g/ml，優級純；2%磷酸氫二氨水溶液，優級純，鎘國家標準儲備液1000ml，鎘標準使用液2ug/L，以儲備液利用1%硝酸溶液對其進行稀釋后配制。分析中所用的水均選擇超純水，電導率要超18.2MΩ？cm。本次實驗中用到的三角瓶、容量瓶及小漏斗等均需要提前用硝酸浸泡過夜，再用水對其進行反復沖洗后，最后用超純水對其沖洗4遍，晾干后再使用。

1.1.2儀器

本次實驗使用的儀器主要有原子吸收光譜儀、石墨爐系統、鎘空心陰極燈、普通石墨管、全自動消解儀、電熱板及小型超純水機、電子分析天平，載氣流量設置為0.2L/min。

1.2儀器的實際工作條件

原子吸收光譜儀參數設置：測量方式設置為吸收，波長228.9nm，燈電流11mA，通帶0.5nm，信號為峰高，背景校正為氘燈4，測量時間為3s，工程體積為21ul，基體改進劑4ul。表1為石墨爐工作程序。

1.3待測樣品

1.3.1土壤標準參考樣

三種國家土壤標準物質，即GBW07404、GBW07405及GBW07406。

1.3.2土壤樣品

取自野外地質勘查區土壤。

1.4全自動消解與電熱板消解比較研究

利用本次研究選取的三種國家土壤標準物質，分別進行全自動消解與電熱板消解，進行比較研究。

1.4.1全自動消解

稱取0.1g土樣放置在50ml消解管，將消解管置入全自動消解儀中。消解儀按指令自動向其中添加硝酸5ml、高氯酸2ml、氫氟酸2ml，搖勻1min，將消解管加蓋。待消解儀升溫至190℃時，將消解管蓋子取下，在對其徹底消解同時，趕酸至樣品呈現濕鹽狀，剩余1ml，樣品利用超純水定容至50ml，備用待測。試劑空白及樣品也采用這種方式消解。

1.4.2電熱板消解

按照國家標準進行消解，稱取0.1g土樣放置在50ml的聚四氟乙烯坩堝中，向其中加入鹽酸5ml，置于電熱板上進行低溫加熱，待其蒸發至2ml時，取下待冷卻，加入硝酸5ml、氫氟酸4ml及高氯酸2ml，加蓋后，利用中溫對其加熱，約1h。開蓋后對其繼續加熱，除去其中硅，對坩堝經常搖動，保持其良好的飛硅效果。當加熱至濃白煙時，將其加蓋，充分分解黑色有機碳化物，待坩堝中的黑色有機物完全消失后，開蓋后白煙進行驅趕，并蒸發至內容物呈現出粘稠狀。各種酸用量可以視實際消解情況酌量增減。當白煙冒盡，且內容物呈現出粘稠狀時，將其取下稍冷后，用超純水對其定容至50ml，并開始進行試劑空白。

2.結果

2.1校準曲線

圖1中的標準曲線的擬合方程應為y=0.20570x+0.0250，相關系數應為0.9995，表明鎘濃度應在0-2.0ug/L這個范圍內有著良好的線性。

2.2方法檢出限

連續對試劑空白鎘含量進行11次測量，得到的試驗結果如表2。

按照稱取0.1g土樣，對其消解定容至50ml，可得到土壤中鎘的方法檢出限是0.023mg/kg，與土壤中鎘測定檢出限的相關要求一致。

3.總結

利用全自動消解儀對土壤樣品進行分析，實驗全過程都由軟件進行控制。儀器 自動向其中添加各類試劑，防止各類腐蝕性酸對實驗人員可能產生的傷害，使得樣品消解時間大大縮短，也節省了相應的人力物力。另外，利用這種方法測定的準確度較高，有良好的精密度，可以實現全量分析，在大批量的樣品中應用價值較高。

參考文獻：

[1]劉靜，王利紅，王霞，趙長盛，薛富民，李劍.全自動消解-石墨爐原子吸收光譜法測定土壤中Pb和Cd[J].山東科學，2013，2605：14-17+28.