微波消解-火焰原子吸收光譜法測(cè)定過磷酸鈣中鉛

陳 昕

（陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，陜西 西安 710048）

受生產(chǎn)原料以及加工工藝過程影響，磷肥易含有害重金屬元素鉛。鉛隨著施肥過程進(jìn)入土壤，部分被農(nóng)作物吸收，并通過食物鏈進(jìn)入家畜和人體內(nèi)，對(duì)人和家畜以及環(huán)境造成危害［1-4］。

參照肥料中鉛的分析方法測(cè)定過磷酸鈣中的鉛時(shí)［5-6］，前處理煩瑣，試劑消耗量大，消化終點(diǎn)不容易控制，容易造成檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性差。筆者采用微波消解法對(duì)過磷酸鈣進(jìn)行前處理，用火焰原子吸收光譜法測(cè)定過磷酸鈣中鉛。此方法耗用試劑少，簡(jiǎn)便快速，重復(fù)性好，靈敏度高，被測(cè)試元素不易損失，適合大批量過磷酸鈣樣品的分析測(cè)試。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑及標(biāo)準(zhǔn)溶液

試劑：硝酸、鹽酸、過氧化氫均為優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)；測(cè)定用水，優(yōu)級(jí)純；溶解乙炔，滿足GB 6819—2004技術(shù)要求。

鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 mg/mL），購(gòu)買于國(guó)家電子有色金屬及電子材料分析中心；鉛標(biāo)準(zhǔn)工作溶液（0.1 mg/mL），移取鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液10 mL 于100 mL 容量瓶中，用w（HCl）5%的鹽酸溶液定容。

1.2 儀器及主要工作參數(shù)

儀器：240FS型原子吸收分光光度儀，美國(guó)安捷倫科技有限公司；鉛空心陰極燈，美國(guó)安捷倫科技有限公司；ETHOS UP 型微波消解儀（帶趕酸裝置），意大利Milestone S.r.l.（麥爾斯通）公司；BP221S型萬(wàn)分之一電子天平，德國(guó)賽多利斯集團(tuán)；UPH-I-20T超純水系統(tǒng)，西安優(yōu)普儀器設(shè)備有限公司；OLF550型空氣壓縮機(jī)，上海復(fù)宏機(jī)電有限公司。

原子吸收分光光度儀主要工作參數(shù)：測(cè)定波長(zhǎng)283.7 nm，燈電流10 mA，助燃?xì)饬髁?3.50 L/min，乙炔氣流量2.00 L/ min，燃燒頭高度13.5 mm。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

平行稱取待測(cè)樣品0.3 g（精確至0.000 1 g），置于聚四氟乙烯消解罐中，加入濃硝酸10 mL、過氧化氫2 mL 輕微搖勻浸潤(rùn)樣品，放置過夜。將樣品加蓋旋緊后，與空白一同置于微波消解儀中進(jìn)行消解，微波消解程序按表1進(jìn)行。消解結(jié)束后將聚四氟乙烯消解罐置于趕酸器上于160 ℃敞口趕酸至近干，冷卻后將消解液轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶中，用5%的鹽酸溶液稀釋至刻度，得到試樣測(cè)定溶液及空白液。

表1 微波消解程序

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限與空白

于5 個(gè)100 mL 容量瓶中分別加入0.1 mg/mL 的鉛標(biāo)準(zhǔn)工作溶液0、0.5、1.0、2.0、4.0 mL，再用5%的鹽酸溶液定容（鉛質(zhì)量濃度分別為0、0.5、1.0、2.0、4.0 mg/L），測(cè)其吸光度，繪制鉛標(biāo)準(zhǔn)曲線。所得標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程為：y=0.025 90x+0.001 17；相關(guān)系數(shù)R2=0.999 8；特征質(zhì)量濃度（吸光度為0.004 4時(shí)的試樣質(zhì)量濃度）為0.124 8 mg/L；檢出限為0.000 6 mg/L。

取2 個(gè)樣品空白和2 個(gè)全程序空白，分別重復(fù)測(cè)量6次，所有測(cè)量值均低于方法檢出限，滿足分析要求。

2.2 前處理方式選擇

對(duì)同一過磷酸鈣樣品分別采用GB/T 23349—2009 中的濕法消解法和微波消解法進(jìn)行前處理后進(jìn)行鉛元素分析，結(jié)果見表2。

表2 不同前處理方式所得結(jié)果

通過表2數(shù)據(jù)可知，采用微波消解法處理過的樣品測(cè)定結(jié)果明顯高于濕法消解法處理。樣品經(jīng)微波消解法前處理后為淡灰色透明液體，消解得非常完全，這有利于樣品的準(zhǔn)確測(cè)定。濕法消解法為敞開式消解，容易造成分析元素的損失，從而導(dǎo)致分析結(jié)果偏低，并且消化終點(diǎn)難以判定，導(dǎo)致樣品測(cè)定結(jié)果的不穩(wěn)定。綜上考慮，選擇微波消解法作為樣品的前處理方法。

2.3 精密度及加標(biāo)回收率

選擇3 個(gè)過磷酸鈣試樣，重復(fù)測(cè)定6 次；然后進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，加標(biāo)后樣品重復(fù)測(cè)定5次結(jié)果見表3。由表3 可知，該法6 次測(cè)定相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.86%～3.15%，精密度高；加入鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液后加標(biāo)回收率在95.8%～106.9%，準(zhǔn)確度高能夠滿足實(shí)驗(yàn)分析要求。

表3 精密度回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

采用微波消解法測(cè)定，稱樣量要控制在0.5 g以內(nèi)，以防樣品不能夠完全消解；微波消解管所添加液體總體積應(yīng)控制在10 ～18 mL，確保過磷酸鈣在消解過程中不會(huì)因?yàn)樗嵋翰粔蚨獠煌耆膊粫?huì)因?yàn)橐后w過多而存在安全隱患。在測(cè)試過程中，所有消解樣品應(yīng)在當(dāng)天內(nèi)完成測(cè)試，否則應(yīng)采用硝酸加以穩(wěn)定，以確保樣品不會(huì)因?yàn)榉胖脮r(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)采用濃硝酸、過氧化氫2種試劑在微波作用下消解過磷酸鈣樣品，用趕酸器進(jìn)行趕酸，用火焰原子吸收光度法測(cè)定過磷酸鈣中鉛含量。通過精密度、加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)驗(yàn)方法具有精密度好、準(zhǔn)確性高、消耗試劑少、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，能滿足實(shí)驗(yàn)室對(duì)過磷酸鈣中鉛元素分析測(cè)試的要求，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。