微波消解-電感耦合等離子體發射光譜法測定土壤中銅鎳鉻的研究

馬榮生

(吉林市生態環境監控中心,吉林 吉林 132012)

近年來，隨著"全國土壤污染狀況詳查"的展開，土壤重金屬檢測技術被從業者給與較高的關注度。常用的土壤重金屬前處理消解方法有電熱板法、微波消解法等題。電熱板法耗時長，中間過程多，容易引起金屬流失，微波消解法具有快速、準確的優點[1]。

電感耦合等離子發射光譜儀(Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer，ICP-OES)通常用于金屬常量分析，具有快速準確、線性范圍寬、穩定性好的諸多優點。目前，基于ICP-OES的多向觀測模式、單邊校正技術、雙邊校正技術等來分析土壤中金屬元素已經被大家開始關注[2]。本實驗建立了微波消解-ICP-OES測定環境土壤中銅鎳鉻元素的方法，采用雙邊校正技術校正光譜干擾，具有快速、準確的特點。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

實驗儀器采用德國耶拿PQ9000電感耦合等離子體發射光譜儀；微波消解儀為美國培安Mars5；氬氣(?>99.99%)；物化探所標準物質GSS-13(華北平原)；國家有色金屬及電子材料分析測試中心的銅鎳鉻混標溶液，濃度100mg/L，用2%HNO3稀釋配置定量曲線。

由美國密理博純水機制備純水；硝酸、鹽酸、氫氟酸為國藥集團優級純試劑；微波消解罐與所有玻璃容器先后用稀硝酸浸泡、自來水沖洗、超純水沖洗后，烘干，待用。

1.2 微波消解儀程序設置

稱量0.200±0.005 g干燥土壤標準物質放入微波消解罐，同步做消解空白及平行樣品，依次加入2mL氫氟酸，2mL硝酸，1mL鹽酸，將消解罐放進微波消解儀中按照表1程序進行消解。程序運行完畢后，冷卻，將消解液轉移至容量瓶中，反復沖洗消解罐，定容至50mL，待測。

表1 微波消解程序

1.3 觀測模式選擇

PQ9000矩管有軸向觀測、徑向觀測兩種觀測模式，通常來說，軸向觀測是沿等離子中心通道觀測，觀測光程延長，靈敏度增加，是用途最為廣泛的觀測模式。但是，軸向觀測由于光程長，受到的物理干擾、電離干擾以及光譜干擾比較大；徑向觀測靈敏度相對低一些，但是避開干擾能力較強，特別適用于低質量數金屬測定觀測。

本實驗配制1ppm的Mn溶液對ICP-OES進行靈敏度檢測，對觀測位置進行優化，參考各元素分析線的信背比以及干擾情況，最終確定了銅鎳鉻采用徑向觀測，譜線分別為327.393，231.604，267.716nm。

2 結果與討論

2.1 ICP-OES儀器條件設置

將實驗室內溫度設為20±1℃，待室內溫度穩定后，打開ICP-OES，點炬穩定20min后設置ICP-OES工作參數如表2所示。

表2 ICP-OES工作參數

2.2 干擾及消除

土壤中重金屬元素的測試主要干擾不僅有化學干擾、物理干擾、電離干擾等非光譜干擾，還有譜線重疊等光譜干擾[3]。通過合理的設置譜線背景點、將部分元素積分點減至3個以下是避免光譜干擾的主要技術手段。另外，雙邊校正可以進行干擾背景扣除，進一步提升曲線線性質量，提高信背比，檢出限有了明顯改善。

2.3 校準曲線繪制及檢出限

土壤中銅鎳鉻三個元素所占的含量，最終確定配置曲線濃度為0ppb、5ppb、10ppb、25ppb、50ppb、1ppm、2ppm的混合校準曲線。

在優化的實驗條件下，連續21次空白測定，按照空白溶液3倍標準偏差計算檢出限，如表3所示。

表3 方法檢出限、校準曲線方程和相關系數

2.4 精密度和準確度

按照樣品分析步驟測定物化探所標準物質GSS-13，測定6次取平均值，計算相對標準偏差RSD，同步進行加標回收實驗。詳見表4。

由表4可見，對土壤標準樣品的測定值與證書推薦值基本吻合，GSS-13的RSD為0.11%～3.34%，加標回收率94%～117%。ICP-OES對標準物質的方法準確，精密度很好。

表4 土壤標準樣品精密度和準確度測試結果

3 結論

本文基于ICP-OES的徑向觀測模式，采用雙邊校正方法扣除光譜干擾，進一步提升方法的檢出限和精密度，建立了微波消解ICP-OES測定環境土壤中銅的方法。該方法簡單快速，適用于環境監測領域的土壤銅鎳鉻的分析，實用性強。