電感耦合等離子體發射光譜法同時檢測有機肥中的重金屬

丁偉 吳凡 王文佳

摘 要：建立了電感耦合等離子體發射光譜法同時測定有機肥中鉛、鎘、鉻、砷四種痕量重金屬元素的分析方法。實驗結果表明，四種元素在0.05～0.25 mg/kg范圍內線性關系良好，相關系數均達到0.9999以上，相對標準偏差在0.20%～5.37%之間，回收率在95.67～100.60%之間，方法準確高效，易于操作，滿足實際檢測需求。

關鍵詞：電感耦合等離子體發射光譜法;有機肥;Pb、Cd、Cr、As

有機肥因為具有培肥地力、改良土壤、改良作物根際生態環境、改善作物營養品質的作用[1]被廣泛地用于農業生產中。

由于有機肥的來源集中在畜禽糞便、動植物殘體，不可避免的帶來了重金屬污染、抗生素殘留等問題。目前關于有機肥料重金屬的檢測方法主要是GB/T23449-2009[2]和GB/T18877-2009[3]兩種方法均采用濕法消化，前處理過程操作繁瑣，工作強度高，分析時間較長，與現在分析測試技術高效、快速的發展趨勢不相匹配。本法采用濕式消解法對有機肥料的樣品進行前處理，使用混合標液建立標準曲線，ICP法同時測定肥料中的四種重金屬元素，方法操作簡單，快速高效準確，可廣泛地用于有機肥重金屬的分析。

一、實驗部分

1.儀器

電感耦合等離子體發射光譜儀（鉑金埃爾默，8000ICP），自動進樣器（ESI，ASX-260），具體工作參數如表1所示。

2.主要試劑

鹽酸（36.0%-38.0%、優級純、天津科密歐化學試劑有限公司）、硝酸（優級純，65.0%-68.0%，天津科密歐化學試劑有限公司）、鉛標準溶液（183046-3，1000mg/kg，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）、鎘標準溶液（153043-2，1000mg/kg，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）、鉻標準溶液（188052-4，1000mg/kg，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）、砷標準溶液（185012-3，1000mg/kg，國家有色金屬及電子材料分析測試中心）、超純水（18MΩ·cm-1）。

3.實驗方法

（1）樣品溶液制備

準確稱取5±0.2g的試樣（精確至0.0001g）于250mL的燒杯中，加入25mL的王水蓋上表面皿，靜置1～2h，轉移到電熱板上緩慢加熱煮沸30min，打開表面皿趕酸至液體剩余大約5mL，從電熱板取下，冷卻至室溫，用玻璃棒轉移到100mL的容量瓶中，加水定容到100mL。

（2）標準溶液

鉛、砷、鎘、鉻的混合標準儲備液（5mg/L）：用移液槍分別準確移取1000mg/L的鉛、砷、鎘、鉻母液0.5mL于100mL的容量瓶中，加5mL的硝酸，用水稀釋至刻度，搖勻。

用移液槍分別移取混合標準儲備液0mL、1mL、2mL、3mL、4mL、5mL于100mL的容量瓶中，加入5mL的硝酸，加水定容至100mL。得到鉛、鎘、鉻、砷濃度梯度均為0.05mg/L、0.10mg/L、0.15mg/L、0.20mg/L、0.25mg/L的混合標準溶液。

二、結果與討論

1.標準曲線

使用ICP對濃度范圍在0.05～0.25 mg/kg的混合標準溶液依次測試，以標準溶液濃度為橫坐標，以峰面積為縱坐標，得到如圖1所示的標準曲線。

結果表明，鉛、鎘、鉻、砷在0.05～0.25mg/kg范圍內線性良好，完全滿足檢測的需要。

2.精密度與檢出限

隨機選取含有As、Cd、Pb、Cr四種重金屬元素的有機肥料為實驗對象，在表1的條件下進行10次平行樣品測定。實驗結果表明樣品中的As含量在2.07～8.10mg/L之間，RSD為0.77～2.26%;Cd含量在0.50～1.010mg/L之間，RSD為2.50～5.37%;Pb含量在5.14～15.100mg/L之間，RSD為0.51～1.35%;Cr含量在12.31～56.150mg/L之間，RSD為0.20～0.78%。

分別對空白樣品重復測量10次計算相對標準偏差，以3倍的相對標準偏差計算本方法的檢出限，表明四種元素的檢出限完全能夠滿足標準要求。

3.回收率

隨機選取一個已知As、Cd、Pb、Cr含量的有機肥樣品加入與其含量相當的標準溶液，在相同的測試條件下檢驗，計算回收率。四種元素的回收率在95.67～100.60%之間，回收率滿意。

4.對比實驗

選取3個不同廠家的有機肥樣品，分別采用ICP-OES法和GB/T23349-2009《肥料中砷、鎘、鉛、鉻生態指標》中使用的方法對樣品進行測試，測定結果如下表所示，從數據中可以看出兩種方法的重復性均滿足GB/T23349-2009中的規定，ICP-OES法同時測定有機肥中的四種重金屬元素在測定結果上無明顯差異。

三、結論

本文濕法消化對有機肥樣品進行前處理，使用ICP-OES方法同時測定有機肥中的砷、鎘、鉛、鉻四種痕量金屬元素，該方法勞動強度低，工作效率高，操作便捷，方法學數據表現良好，為化肥中重金屬的檢測提供了新的思路和方法。

參考文獻：

[1]武升、邢素林、馬凡凡等.有機肥施用對土壤環境潛在風險研究進展[J].生態科學，2019.38（2）：219-224

[2]GB/T23349-2009肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態指標[S]

[3]GB/T18877-2009有機-無機復混肥料[S]

作者簡介：

丁偉，男，山東省威海市乳山市人，初級工程師，研究方向：石油化工。