石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定土壤中鉛和鎘方法的探討

李秀麗

（河南宜測(cè)科技有限公司，河南 鄭州 451162）

鉛和鎘既是重金屬元素同時(shí)又具有一定強(qiáng)毒性，通過空氣、水和食物進(jìn)入人體中并累積，若達(dá)到一定量之后，會(huì)嚴(yán)重危害人體健康。土壤中鉛和鎘的污染，源于采礦和冶煉、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等，鉛和鎘一旦引起了污染，無法短時(shí)間內(nèi)消除。

1 實(shí)驗(yàn)

（1）試劑和儀器。基體改進(jìn)劑：用5%硝酸溶液低溫加熱，對(duì)5g/L氯化鈀溶液進(jìn)行有效溶解。應(yīng)用的石墨爐原子吸收分光光度計(jì)為原子吸收光譜儀AA-280Duo型，美國(guó)安捷倫；MARS 5型微波消解儀；熱解涂層石墨管。

（2）儀器工作條件。228.8nm鎘波長(zhǎng)，燈電流5.0mA；283.3nm鉛波長(zhǎng)，5.0mA燈電流；0.4nm狹縫；石墨管是熱解涂層管；5μL基體改進(jìn)劑，20μL樣品進(jìn)樣量；測(cè)量方式為峰面積。石墨爐升溫程序：研究了灰化時(shí)間為20秒，灰化溫度為750℃，原子化時(shí)間為5秒，原子化溫度為1700℃，干燥時(shí)間為30秒，干燥溫度為120℃，凈化時(shí)間和溫度分別為3秒和2300℃，并且有每分鐘300mL的氬氣流量，發(fā)生原子化開始停氣。

（3）樣品前處理。采集、處理和保存?zhèn)溆猛寥酪獓?yán)格遵守《土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行。精準(zhǔn)稱取0.3000g土壤樣品放入消解罐中，再滴入幾滴潤(rùn)濕劑、加入鹽酸3mL、硝酸5mL以后再將罐塞擰緊，并將其放入微波消解儀中，過25分后階梯溫度上升到180℃，持續(xù)5分鐘。

（4）配制標(biāo)準(zhǔn)溶液、測(cè)定樣品。鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液500mg/L，需要用5%硝酸進(jìn)行稀釋，并將其分別稀釋成鉛濃度為40.0μg/L，20.0μg/L，15.0μg/L，10.0μg/L，5.00μg/L，0.00μg/L，鎘濃度為2.00μg/L，1.50μg/L，1.00μg/L，1.00μg/L，0.20μg/L，0.00μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。在上面儀器工作條件下，采用10μL標(biāo)準(zhǔn)系列溶液、5μL基體改進(jìn)劑進(jìn)行分析，標(biāo)準(zhǔn)曲線應(yīng)根據(jù)相對(duì)吸光度值和質(zhì)量濃度展開繪制。從結(jié)果可以看出，標(biāo)準(zhǔn)加入曲線線性關(guān)系十分良好，鉛、鎘線性回歸方程分別為，Y=0.00445X+0.005，Y=0.0339X+0.001，鉛、鎘相關(guān)系數(shù)分別為r=0.9993，r=0.9995。

2 結(jié)果、討論

（1）優(yōu)化微波消解條件。通過使用微波消解法有效消解土壤樣品，這樣，會(huì)使得土壤樣品的酸氧化能力提升，更加徹底消解土壤樣品，因此，要測(cè)量的組合的損失和雜質(zhì)的引入被減少。采用硝酸-鹽酸微波消解系統(tǒng)對(duì)土壤進(jìn)行預(yù)處理，最好的處理效果是在0.3g左右的土壤中加入0.3g鹽酸和5ml硝酸。處理后樣品無殘留，消毒劑透明、清澈。可以看出，相比于傳統(tǒng)的電熱板法，微波消解法擁有操作簡(jiǎn)單、消解時(shí)間短、酸耗低等優(yōu)點(diǎn)，使分析人員工作量降低，效率更高。

表1 標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)定值對(duì)照(n=3)

（2）選擇基體改進(jìn)劑。很多礦物質(zhì)包含在土壤中，石墨爐試驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的基體干擾，嚴(yán)重影響測(cè)量精度。在進(jìn)行分析時(shí)，基體改進(jìn)劑的合理選擇可將測(cè)定中的干擾解除，此方法會(huì)使吸光值、靈敏度獲得大幅度提升。對(duì)于敏化效果而言，5種基體改進(jìn)劑存在很大的不同，將在應(yīng)用氯化鈀溶液作為基體改進(jìn)劑時(shí)其靈敏度達(dá)到最佳效果。表1為基體改進(jìn)劑選用5g/L氯化鈀溶液時(shí)標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)定結(jié)果，由表中數(shù)據(jù)可知，測(cè)定結(jié)果滿足要求。

表2 精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)

（3）方法檢出限。根據(jù)具體樣品，對(duì)其步驟進(jìn)行深層次的分析，并連續(xù)不間斷的分析了七種低濃度鉛、鎘標(biāo)準(zhǔn)的樣品溶液，得到實(shí)際計(jì)算結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.291μg/L、0.025μg/L。檢出限參照MDL=S·t(n-1，0.99)計(jì)算，t=3.143，n=7，得出鎘的檢出限為0.08μg/L，鉛的檢出限為0.9μg/L。根據(jù)50mL的定容體積，0.3000g的土樣質(zhì)量，可以得出，土壤中鉛的最低檢出濃度為0.15μg/g，鎘的最低檢出濃度為0.013μg/g。

（4）方法的精密和精準(zhǔn)度。當(dāng)通過試驗(yàn)對(duì)土壤樣品進(jìn)行消解時(shí)，需要準(zhǔn)確稱取出0.3000g土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品，在適合的工作環(huán)境下，土壤樣品通過石墨爐原子吸收分光光度計(jì)連續(xù)不間斷測(cè)定7次。表2是此方法具體的精、密度。

3 結(jié)論

經(jīng)過以上試驗(yàn)的詳細(xì)分析和論證，由此看出，本文應(yīng)用鹽酸、硝酸混合酸對(duì)土壤樣品進(jìn)行微波消解，基體改進(jìn)劑為氯化鈀溶液，土壤中的鉛和鎘通過石墨爐原子吸收光譜法進(jìn)行測(cè)定。通過試驗(yàn)可知，該方法線性關(guān)系、測(cè)定結(jié)果較為良好和精準(zhǔn)，并具有較低的檢測(cè)限，所以使用此種檢測(cè)方法，可以對(duì)土壤中的鉛和鎘進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)定，使人們能夠更好的掌控其污染影響力。

4 結(jié)語

總而言之，土壤是我們?nèi)祟惿顭o法脫離的主要元素，而土壤中最常見的金屬污染物就是鉛和鎘，若土壤中含有較高的鉛、鎘含量，會(huì)阻礙植物生長(zhǎng)，并通過食物鏈對(duì)人體健康形成威脅。