堿溶液提取-火焰原子吸收分光光度法測定土壤中六價鉻

摘要：采用NaOH/NaCO3溶液作為提取劑，氯化鎂和磷酸鹽緩沖溶液作為抑制劑提取土壤中的六價鉻，最后加入氯化銨溶液作為助溶劑和干擾抑制劑，通過火焰原子吸收分光光度法定量測量。結果表明：此方法檢出限低，精密度和準確度高，可準確分析土壤中的六價鉻。

關鍵詞：土壤;火焰原子吸收分光光度計;六價鉻

Abstract：NaOH / NaCO3 solution was used as extractant， and magnesium chloride and phosphate buffer solution were used as inhibitors to extract hexavalent chromium from soil.Finally， ammonium chloride solution was added as a co-solvent and an interference inhibitor，and quantitatively measured by flame atomic absorption spectrophotometry.The results show that this method has low detection limit，high precision and accuracy，and can accurately analyze hexavalent chromium in soil.

Key words：Soil;Flame atomic absorption spectrophotometer;Hexavalent chromium

1 實驗計劃

鉻最常見的價態有二價、三價、六價，其中六價鉻毒性最大，易被人體吸收，有致癌作用。六價鉻一般以CrO42-、Cr2O72-、HCrO4-三種陰離子形式存在，在堿性環境中，六價鉻主要以CrO42-的形式存在，由于土壤對六價鉻的吸附能力差，所以極易擴散遷移造成污染。因此，準確測定土壤中六價鉻對于控制污染具有重要的作用。本文采用NaOH/NaCO3溶液作為提取劑，氯化鎂和磷酸鹽緩沖溶液作為抑制劑[1]提取土壤中的六價鉻，提取液經加入氯化銨溶液作為助溶劑和干擾抑制劑后，運用火焰原子吸收分光光度法定量測量，結果令人滿意。

2 實驗部分

2.1 儀器和試劑

PinAAcle 900T原子吸收分光光度計（鉑金埃爾默公司）;Cr空心陰極燈;萬分之一天平BSA224S（德國賽多利斯）;百分之一天平ME2002/02（梅特勒-托利多）;HH-S8數顯恒溫恒速磁力攪拌水浴鍋（常州國宇儀器制造有限公司）;超純水儀Milli-Q? IQ 7000（密理博）;pH計（上海雷磁phs-3c）;150mL錐形瓶，聚乙烯薄膜，定量濾紙。

六價鉻標準溶液（有色金屬研究院，1 000mg/L，編號：GSB04-1723-2004（b））;氫氧化鈉（天津大茂，GR）;氯化銨、碳酸鈉（成都市科隆化學品有限公司，GR）;濃硝酸（廣州化學試劑廠，GR）;氯化鎂（廣東光華科技股份有限公司，AR）;磷酸氫二鉀-磷酸二氫鉀（天津科密歐，GR）緩沖液（pH=7）：稱取8.71g磷酸氫二鉀和6.80g磷酸二氫鉀溶于超純水中，稀釋定容至100mL;氫氧化鈉/碳酸鈉提取劑：稱取20.0g氫氧化鈉和30.0g碳酸鈉溶于超純水中，稀釋定容至1L;10%氯化銨溶液：稱取50.0g氯化銨于1L燒杯中，加入超純水至500g，攪拌溶解即可。

2.2 實驗方法

2.2.1 樣品前處理

稱取5.0g（精確至0.0001g）經風干、研磨、過100目篩后的土壤于150mL錐形瓶中，準確加入50.0mL氫氧化鈉/碳酸鈉提取劑，0.4g氯化鎂以及0.50mL磷酸氫二鉀-磷酸二氫鉀緩沖液，加入攪拌子，置于數顯恒溫磁力攪拌器中，常溫攪拌10min，然后加熱至95℃，保持1h。樣品冷卻后，用定量濾紙過濾，收集濾液于燒杯中，沖洗錐形瓶和濾紙3次，合并洗液。然后插入pH計，用硝酸溶液調節pH為7.5，沖洗pH電極。最后將提取液轉移至100mL容量瓶中，加入5.0mL氯化銨溶液，定容至刻度?？瞻讓嶒灣患訕悠吠?，其余步驟同前處理一致。

2.2.2 火焰原子吸收分光光度計工作條件具體見表1。

2.2.3 結果計算

土壤中六價鉻的濃度計算公式為：

式中：C1-待測物質的濃度（mg/L），C0-空白溶液中待測物的濃度（mg/L），V-定容體積（mL），m-稱樣量（g）。

3 結果與討論

3.1 氯化銨溶液對儀器響應值的研究

鉻的化合物在火焰中易形成難以熔融和原子化的氧化物，所以本方法在標準曲線配制以及提取液上機前加入氯化銨溶液作為助溶劑和干擾抑制劑，加入氯化銨使得溶液中的氯離子增加，使鉻生成易于揮發和原子化的氯化物[2]，提高儀器檢測的靈敏度。實驗結果表明，加入氯化銨溶液與否對于樣品測定結果無明顯差異，但是加入氯化銨溶液后，儀器的響應值得到明顯提高。因此，本方法決定在標準曲線配制和提取液中加入氯化銨溶液作為助溶劑。實驗結果見表2。

3.2 新鮮土壤和風干土壤的研究

本方法通過比對實驗，對某皮革廠樣品S1和S2分別進行了鮮土和干土的研究，結果表明：樣品S1和S2的鮮土和干土經消解測量后，結果無明顯差異?？紤]到樣品取樣分析的代表性和均勻性，本方法決定采用干土進行消解。比對數據見表3。

3.3 標準曲線繪制及相關系數

用純水將六價鉻標準溶液稀釋到50mg/L，分別取0.00mL、0.10mL、0.20mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL于50mL的容量瓶中，加入2.5mL氯化銨溶液，用純水定容至刻度，搖勻備測。線性方程y=0.03466x+0.00069，相關系數r=0.9998。

3.4 方法檢出限

等量取7份空白樣品，分別加入50mg/L的六價鉻標準溶液0.10mL，使得空白樣品里含六價鉻濃度為2.0mg/kg，然后按照樣品前處理的步驟進行消解、上機測量，計算結果的標準偏差，按照計算公式MDL=t（n-1，0.99）*S計算檢出限[3]。結果見表4。

3.5 精密度和準確度

分別稱取6份某皮革廠S1和S3土壤樣品進行消解，再分別稱取6份S1和S3土壤樣品進行加標實驗以及6份空白加標實驗，按全程序分析測定，以測定結果計算方法精密度和準確度。

4 結論

本文建立了以NaOH/NaCO3溶液作為提取劑，氯化鎂和磷酸鹽緩沖溶液作為抑制劑提取土壤中的六價鉻，以氯化銨溶液作為助溶劑和干擾抑制劑，運用火焰原子吸收分光光度法定量測量六價鉻的方法，結果準確可靠，方法的檢出限低，精密度和準確度高，可用于土壤中六價鉻的檢測。

參考文獻

[1]中華人民共和國環境保護部.HJ 687-2014 固體廢物 六價鉻的測定 堿消解/火焰原子吸收分光光度法[S].

[2]國家環境保護總局水和廢水監測分析方法編委會.水和廢水監測分析方法[M].第四版增補版.北京：中國科學環境出版社，2002.

[3]中華人民共和國環境保護部.HJ168-2010 環境監測分析方法標準制修訂技術導則[S].

[4]劉賀.火焰原子吸收分光光度法測定土壤和沉積物中5種元素的方法驗證[J].科技創新與應用，2020（02）：109-110.

收稿日期：2020-06-19

作者簡介：沈家歡（1993-），男，漢族，本科學歷，化學分析助理工程師，研究方向為土壤重金屬元素分析。