ICP-AES測定土壤污染詳查樣品中有色重金屬元素銅鋅鉻鎳釩

王金云，李小娜，吳忠忠，鳳海元

（安徽省地質實驗研究所，安徽 合肥 230001）

土壤是人類賴以生存的重要基礎，其污染狀況直接關系到人類健康。隨著環保部2016年《土壤污染防治計劃》的發布，新一輪對全國農用地土壤污染詳查開展迫在眉睫[1-2]。重金屬元素Cu、Zn、Cr、Ni、V是土壤污染詳查必需分析的元素，準確測定重金屬元素Cu、Zn、Cr、Ni、V的含量，對于掌握農用地土壤中重金屬污染面積和分布狀況以及土壤的修復工作具有重要的意義[3]。

目前Cu、Zn等有色重金屬元素的測試方法主要有：原子吸收光譜法(AAS)[4-5]、電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）[6-8]、電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)[9-11]、X射線熒光光譜法[12-13]。ICP-AES以其檢出限低、線性動態范圍寬，干擾少等優點，正被廣泛用于對元素的測定。文章主要介紹采用ICP-AES測定土壤污染詳查樣品中銅鋅鉻鎳釩的分析條件，采用土壤成分分析標準物質進行方法驗證，結果表明本方法可靠有效，適用于土壤污染詳查樣品中銅鋅鉻鎳釩的測定。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

iCAP6300型電感耦合等離子體發射光譜儀（美國賽默飛世爾科技公司）。

HCl，優級純，蘇州晶瑞化學有限公司。

HNO3，優級純，蘇州晶瑞化學有限公司。

HF，優級純，蘇州晶瑞化學有限公司。

HClO4，優級純，天津市鑫源化工有限公司。

1%硝酸溶液，用硝酸配制。

（1+1）硝酸溶液，用硝酸配制。

（1+1）王水，取1份硝酸與3份鹽酸混合均勻，用超純水稀釋一倍。

單元素標準貯備液，ρ=1000 mg/L，市售有證標準溶液（國家有色研究總院）。

1.2 儀器工作條件

通過合理優化，ICP-AES的主要參數；RF功率1.15 kW，載氣：高純氬氣，霧化器流量0.7L·min-1，輔助氣流量0.5L·min-1，冷卻氣流量15L·min-1，分析泵速50r·min-1，垂直觀測高度12 mm。

各元素分析線選擇和背景校正見表1.

表1 元素分析線和背景校正

1.3 樣品處理

準確稱取0.2000g樣品于聚四氟乙烯坩堝中，用適量水潤濕，將坩堝置于控溫電熱板上，加10mLHNO3，蓋上坩堝蓋，110℃加熱半小時，再加入8mLHF、1.5mLHClO4，繼續加熱1.5h，升溫至200℃，加熱1.0h，取下坩堝蓋，再加熱1.5h，升溫至380℃，待HClO4冒盡，加入3mLHNO3（1+1）溶解鹽類至溶液清亮，取下冷卻，定容至25mL。

1.4 樣品測定

儀器開機點火穩定半小時后，由低到高依次分析標準系列各溶液，確認工作曲線線性相關性，用質控樣檢查工作曲線準確無誤后，開始樣品分析。

2 結果與討論

2.1 元素分析譜線選擇

根據作者鄧曉慶[6]和齊鐵銘[7]的研究，巖石礦物分析[14]和HJ781-2016[15]的推薦，方法選擇Cu 324.754，Zn 213.856，Cr 267.716，Ni 231.604，V 292.402作為分析線，可以確保靈敏度和干擾程度小。采用土壤成分分析標準物質GBW07451、GBW07451、GBW07456分6批次前處理，對各元素分析線進行驗證，測定結果平均值跟認定值[16]相吻合，可見各元素分析線滿足檢測要求,具體結果見表2。

表2 標準物質測定結果（mg/kg）

2.2 樣品處理方法選擇

黃勤等[3]對樣品前處理的三種方法做了詳細研究和比對，得出了有Cr需要同時測定的時候，選擇HCl-HNO3-HClO4-HF消解法方法存在缺陷，Cr的測定結果重復性差，并且會嚴重偏低，不能滿足分析要求。HCl-HNO3-H2SO4-HF消解法和HNO3-HF-HClO4消解法對待測元素測定結果都能滿足要求，可是考慮到H2SO4沸點高達370℃，需要高溫兩次冒煙，同時易與Ca,Sr,Ba等元素形成沉淀。因此選擇HNO3-HF-HClO4消解法，該方法處理樣品時操作簡單，所得樣品溶液清亮，結果準確可靠。

2.3 標準曲線和方法檢出限

按實驗方法，將Cu、Zn等標準貯備液逐級稀釋配制為0.00,0.50,1.00,2.00,4.00.10.00 mg/L的混合標準工作溶液，采用1%硝酸定容至刻度，按儀器工作條件對其進行測定，并繪制標準曲線。結果表明：Cu、Zn等元素質量濃度在10.00 mg/L以內與發射強度呈線性關系，其線性回歸方程及相關系數見表3。依次對12份空白溶液進行測定，以其測定值標準偏差的10倍對應樣品的質量分數計算方法的定量限，結果見表3。

表3 線性參數與檢出限

2.4 方法準確度和精密度

選取土壤成分分析標準物質GBW 07454，按照操作步驟處理，在最佳化條件下平行測定12次，計算相對誤差（RE）來衡量方法的準確度，相對標準偏差（RSD）來衡量方法的精密度，具體測定結果見表4，從中可知RE＜3%，RSD＜6%，進一步說明方法準確可靠，滿足實際樣品的分析要求。

表4 方法的準確度、精密度

3 結語

方法選用HNO3-HClO4-HF體系消解土壤污染詳查樣品，采用電感耦合等離子體發射光譜法測定重金屬元素Cu、Zn、Cr、Ni、V，其相關系數、測定限、準確度和精密度均滿足全國土壤污染詳查技術規定要求，具有簡捷高效、適合大批量多元素同時測定等優點，為安徽土壤污染詳查樣品重金屬元素Cu、Zn、Cr、Ni、V的順利分析測定提供了有力保障。