自動(dòng)石墨消解-火焰原子吸收法測(cè)定土壤中銅、鋅、鎳

摘要：采用自動(dòng)石墨消解儀對(duì)土壤進(jìn)行前處理消解，以火焰原子吸收法測(cè)定土壤中銅、鋅、鎳3種金屬元素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本方法前處理操作簡(jiǎn)便，可用于大批量土壤樣品的消解，測(cè)定結(jié)果的靈敏度和準(zhǔn)確度較好，可滿足土壤中銅、鋅、鎳的監(jiān)測(cè)要求。

關(guān)鍵詞：石墨消解;火焰原子吸收法;土壤;銅、鋅、鎳

中圖分類號(hào)：X830.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）12-00-01

Abstract：The soil was pretreated and digested by automatic graphite digestion instrument.The three metal elements of copper， zinc and nickel in soil were determined by flame atomic absorption spectrometry.The experimental results show that the method is simple and can be used for the digestion of a large number of soil samples.The sensitivity and accuracy of the results are good， and it can meet the monitoring requirements of copper， zinc and nickel in soil.

Key words：Graphite digestion;Flame atomic absorption spectrometry;Soil;Copper，zinc，nickel

土壤不僅為植物提供必需的營(yíng)養(yǎng)和水分，而且也是動(dòng)物賴以生存的棲息場(chǎng)所，是人類賴以生存的基礎(chǔ)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)大多數(shù)城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，其中重金屬易在土壤中積累，可通過農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)入食物鏈，從而對(duì)人類健康造成一定的危害。土壤重金屬污染已成為主要環(huán)境危害，因此加強(qiáng)土壤中重金屬的監(jiān)測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

土壤中銅、鋅、鎳的檢測(cè)方法主要為火焰原子吸收法，但分析前需要對(duì)土壤樣品進(jìn)行消解前處理[1]。土壤常用的消解方法是微波消解法和電熱板混酸消解法，其中微波消解法消解結(jié)束后需做趕酸處理且樣品批處理量少，而熱板混酸消解法操作步驟繁瑣、酸用量大、消解耗時(shí)長(zhǎng)[2-3]。本文采用自動(dòng)石墨消解法對(duì)土壤進(jìn)行消解，火焰原子吸收法測(cè)定土壤中銅、鋅、鎳的含量，該方法操作簡(jiǎn)便，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確可靠[4]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

WFX-200型火焰原子吸收分光光度計(jì)，北京北分瑞利;銅、鋅、鎳空心陰極燈;自動(dòng)石墨消解儀，美國(guó)DEENA公司;AL104型電子天平，瑞士梅特勒-托利多公司;LT-MF20型超純水機(jī)，重慶隆暾科技有限公司。

500mg/L銅、鋅、鎳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心;氫氟酸、雙氧水、硝酸、鹽酸：分析純，國(guó)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司;GSS一24土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，地球物理地球化學(xué)勘查研究所。

1.2 儀器工作條件

根據(jù)儀器操作規(guī)程調(diào)節(jié)儀器至最佳狀態(tài)，儀器工作條件見表1。

1.3 標(biāo)線曲線繪制

取100mL容量瓶，用2%硝酸溶液分別稀釋500mg/L銅、鋅、鎳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，配成銅、鎳濃度為0.00，0.20，0.50，1.00，3.00，5.00mg/L和鋅濃度為0.00，0.10，0.20，0.30，0.40，0.60mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)系列。按照上述儀器工作條件下，用標(biāo)準(zhǔn)曲線零濃度點(diǎn)調(diào)節(jié)儀器零點(diǎn)，火焰原子吸收法由低濃度到高濃度依次測(cè)定銅、鋅、鎳標(biāo)準(zhǔn)系列的吸光度。

1.4 樣品處理

按照HJ/T 166的相關(guān)要求采集土壤樣品，將采集的樣品在實(shí)驗(yàn)室中風(fēng)干、破碎、過篩，保存?zhèn)溆谩Ｔ谙夤拗屑尤爰s0.20g左右在瑪瑙研缽中研成細(xì)粉的土壤樣品，按設(shè)置的消解程序進(jìn)行消解前處理，定容至50mL后搖勻待測(cè)，同時(shí)制備全程序空白。自動(dòng)石墨消解儀的消解程序見表2。采用火焰原子吸收法測(cè)定土壤樣品和空白消解液，測(cè)得銅、鋅、鎳的質(zhì)量濃度，再根據(jù)稱取土壤的重量和定容的體積計(jì)算出土壤中銅、鋅、鎳的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 消解酸的選擇

全自動(dòng)石墨消解法與微波消解法和電熱板混酸消解法相比，具有全自動(dòng)加酸、加熱和振蕩等功能，產(chǎn)生的酸霧可直接抽出室外，避免了對(duì)分析人員的影響。由于土壤成分較復(fù)雜，在全自動(dòng)石墨消解過程中消解酸的種類對(duì)土壤樣品的測(cè)定結(jié)果影響較大。實(shí)驗(yàn)表明，消解酸體系中加入雙氧水可去除土壤中的有機(jī)物，加入氫氟酸可破壞土壤的礦物晶格，實(shí)驗(yàn)選擇鹽酸-硝酸—雙氧水-氫氟酸消解體系可將土壤樣品消解完全。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

按1.3步驟對(duì)銅、鋅、鎳標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行測(cè)試，以各元素的吸光度和其對(duì)應(yīng)其質(zhì)量濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。采用火焰原子吸收法連續(xù)測(cè)定13次空白溶液，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差S。檢出限按公式MDL=κS/K計(jì)算[5]，式中κ=3，K為方法靈敏度（既標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率），計(jì)算方法檢出限。銅、鋅、鎳線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限見表3。

2.3 方法的準(zhǔn)確性和重復(fù)性

采用本方法對(duì)6份GSS一24土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行消解并用火焰原子吸收法測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表4。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，銅、鋅、鎳測(cè)定結(jié)果均值在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值范圍內(nèi)，且各元素6次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2%。

2.4 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

稱取約0.20g土壤樣品置于自動(dòng)石墨消解罐中，加入一定量的銅、鋅、鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制銅、鋅、鎳濃度為0.20，0.40mg/L二個(gè)濃度點(diǎn)的加標(biāo)樣品，按本方法進(jìn)行消解并用火焰原子吸收法測(cè)定，見表5。由表5可知，銅、鋅、鎳的加標(biāo)回收率在90.0%～104.0%間，滿足分析測(cè)試要求。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)法采用自動(dòng)石墨消解儀對(duì)土壤樣品進(jìn)行消解，火焰原子吸收法測(cè)定土壤中銅、鋅、鎳的含量，并對(duì)方法的消解酸體系、線性曲線、檢出限、重復(fù)性和準(zhǔn)確度等進(jìn)行了考查。本方法操作簡(jiǎn)便，提高了工作效率，樣品消解完全，方法的靈敏度和準(zhǔn)確度較好，可用于土壤中銅、鋅、鎳的監(jiān)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1]謝明武，齊淑范.火焰原子吸收法測(cè)定土壤中銅，鋅，鎳，鉻，鈷[J].地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室，1991（1）：53-55.

[2]楊啟霞，孫海燕，秦紹燕，等.微波消解原子吸收光譜法測(cè)定土壤中的鉛、鎘[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2005，28（5）：47-48.

[3]王霜玉.混合酸浸提-火焰原子吸收分光光度法測(cè)定土壤中的鉛、銅、鋅、鈷、鎳的探討[J].經(jīng)濟(jì)技術(shù)協(xié)作信息，2010，30：99.

[4]龔浩如，喻鳳香.全自動(dòng)消解石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定土壤中的鎘[J].作物研究，2016，30（1）：81-84.

[5]HJ168-2010，環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則[S].中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部.

收稿日期：2019-09-20

作者簡(jiǎn)介：莊振興（1984-），男，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。