石墨爐原子吸收光譜法連續測定土壤中銀和鎘

黎紅波，朱 言，張代云，劉 銳

(云南有色地質局三○八隊測試中心，云南 個舊 661000)

人們常將地殼中除了O、H、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti這十種元素(它們的總重量豐度共占99%左右)之外的其他元素，統稱微量元素或痕量元素、雜質元素、副元素、稀有元素、次要元素等。它們在巖石或礦物中的含量一般在1%或0.1%以下，含量單位常以10exp-6或10exp-9表示[1]。

在地殼中鎘的平均含量為0.2×10-6，而銀在地殼中的含量僅為0.07×10-6，測定銀和鎘的方法很多，視含量和實驗室的工作條件選用不同的分析方法。其中原子吸收光譜法獲得了廣泛應用。但對土壤中微量鎘和銀的檢測往往達不到分析要求。石墨爐原子吸收光譜法以分析步驟簡便，檢出限低，精密度高，易于排出干擾等特點，已廣泛應用于各種痕量元素的測定。本方法對使用M-6型原子吸收分光光度計連續測定痕量銀和鎘的測定條件進行了實驗，確定了儀器最佳工作參數，測定結果滿足生產需求[2]。

1 實驗部分

1.1 儀器

所使用的儀器主要有MOLAARM6(Thermo Electron Corporation)石墨爐原子吸收分光光度計；普通石墨管；銀空心陰極燈和鎘空心陰極燈。

1.2 試劑

使用的試劑主要有硝酸(GR)；鹽酸(GR；氫氟酸(GR)和高氯酸(GR)。

1.3 儀器工作條件

通過實驗選定原子吸收光譜儀工作參數和石墨爐工作參數如表1、表2、表3。

表1 原子吸收光譜儀工作參數

表2 Ag的升溫參數設定

表3 Cd的升溫參數設定

1.4 標準曲線繪制

準確稱取0.2500g國家一級標準物質GBW07317(GSD-13)、GBW07318(GSD-14)、GBW07301a(GSD-1a)和GBW07303a(GSD-3a)。置于聚四氟乙烯坩堝中，按照實驗方法制備溶液后。按照表1、表2、表3所列儀器參考工作條件進行測定，分別繪制出銀(圖1)和鎘(圖2)的校準曲線。

圖1 銀的校準曲線

圖2 鎘的校準曲線

由圖1和圖2可以看出銀和鎘的曲線擬合高于0.995，曲線擬合度符合最低擬合系數。

2 實驗方法

稱取0.2500g試樣置于30mL聚四氟乙烯坩堝中，加水潤濕，加入5 mL王水、于電熱板上低溫加熱5min，取下。加入10mLHF、2mLHClO4，繼續低溫加熱分解，蒸發至高氯酸煙冒盡取下[3]。再加入10mL3% HCl加熱溶解鹽類[4]，取下冷卻后移入25ml聚丙烯比色管中稀釋至刻度，混勻待測。

3 結果與討論

3.1 灰化溫度的選擇

按照儀器默認原子化溫度，以GBW7302a為實驗對象，利用不同灰化溫度與信號值的關系制作灰化曲線圖，結果見圖3。

圖3 Ag和Cd的灰化曲線圖

由圖3可以看出當銀(Ag)在灰化溫度為600℃時信號值最高，而鎘(Cd)的信號值在400℃至600℃時信號趨于平穩，超過600℃后信號值急劇下降，因為鎘(Cd)超過400℃后極易揮發損失，當超過500℃后僅1小時就有44%的鎘失去，所以最后選擇銀(Ag)和鎘(Cd)的灰化溫度分別為600℃和400℃。

3.2 灰化時間的選擇

在確定灰化溫度后，選擇4個不同灰化時間對GBW7302a進行比較，結果見表4。

表4 灰化時間與信號值的關系

通過表4可以看出銀(Ag)和鎘(Cd)的灰化時間從10s至20s所產生的信號值差別不大，所以選擇15s為灰化時間。

3.3 原子化溫度的選擇

在確定最佳灰化溫度和時間后，以GBW7302a為實驗對象，利用不同原子化溫度與信號值的關系制作原子化曲線圖，結果見圖4。

圖4 Ag和Cd的原子化曲線圖

由圖4可以看出當銀(Ag)的原子化溫度到達2000℃后信號值趨于平穩，而鎘(Cd)的原子化溫度到達1000℃時信號值達到最大，超過1000℃后開始急劇下降，通過原子化溫度的選擇的條件確定了Ag和Cd的原子化溫度分別為2000℃和1000℃。

3.3 原子化時間的選擇

在確定最佳灰化溫度和時間以及最佳原子化溫度后，以GBW7302a為實驗對象，利用不同原子化時間與信號值的關系進行比較，結果見表5。

表5 原子化時間與信號值的關系

通過表5可以看出Ag和Cd的原子化時間信號值差別不大，為了保護石墨管，延長使用壽命，所以選擇1.5s為原子化時間。

3.4 酸度的選擇

以2.0ng/mL的標準溶液為實驗對象，分別在不同酸度下測定其信號值，結果見表6。

表6 不同酸度與信號值的關系

由表6可以看出1%至5%的酸度所測定信號值在3%時相對其他濃度較高，所以選擇3%的酸度。

3.5 精密度和準確度實驗

分別用國家一級標樣GBW07306、GBW07309、GBW07308a、GBW07403、GBW07405、GBW07407進行精密度和準確度實驗(在相同試驗條件下對上述標樣進行12次平行測定計算出偏差、相對標準偏差和平均值)，銀和鎘的結果分別見表7和表8。

表7 Ag精密度和準確度實驗

表8 Cd精密度和準確度實驗

續表

樣品編號12份樣品測定值(Ag)/×10-6SDRSD%平均值推薦值GBW07308a0.140.160.140.150.160.150.150.140.160.140.150.160.00855.690.150.16GBW074030.0640.0620.0610.0590.0600.0580.0630.0620.0610.0600.0590.0620.00182.290.0610.060GBW074050.440.450.430.420.440.460.450.420.460.480.470.440.0194.200.450.45GBW074070.0850.0860.0820.0800.0830.0790.0780.0810.0820.0790.0800.0810.00242.980.0810.080

4 結論

本方法經過四酸分解后，能將土壤類樣品和水系沉積物類樣品分解完全，在不加入基體改進劑的情況下，通過對灰化，原子化的參數設定，達到儀器測定的最佳狀態，同時減少由基體改進劑帶來的其他干擾和污染。利用標準物質建標，消除了基體帶來的背景干擾。在同一份溶液中連續測定銀和鎘，減少了試劑的消耗和人力的浪費，大大提高了生產效率。