全自動石墨消解原子吸收法測定土壤中的Pb

鄭興寶

（遼寧省沈陽生態環境監測中心，遼寧沈陽 110167）

1 引言

土壤樣品的前處理分為干法和濕法消解，實驗室常用的方法是混合酸濕法消解，有硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸四酸消解體系、硝酸-氫氟酸-高氯酸三酸消解體系、硝酸-氫氟酸-雙氧水微波消解高氯酸趕酸消解體系［1-2］，按所用前處理儀器設備的不同可分為微波消解法［3-6］、高壓密封消解罐消解法［7］和國家標準中的電熱板消解法［8］等。以上方法測量是實驗室常用的土壤前處理方法，在實際工作中存在工作人員勞動強度大、操作技術要求高、試劑消耗量大、不同工作人員分析結果隨機誤差大等問題。本文采用全自動石墨加熱消解儀進行土壤樣品的前處理消解，使用石墨爐原子吸收分光光度法進行測定，解決了濕法消解隨機誤差大、工作效率低等問題，提高了實驗的再現性。結果表明，該方法操作簡單，一次完成整個土壤前處理，重現性高，不同分析人員按照作業指導均可完成土壤前處理，試劑用量少，適合大批量土壤樣品檢測。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

2.1.1 儀器

原子吸收光譜儀，ZEEnit700P，德國耶拿；全自動石墨消解儀，ST60，普立泰科；超純水系統，Elix35/Milli-Q，德國默克密理博；電子天平，CAP224S，德國賽多利斯。

2.1.2 試劑

Pb 標準溶液10 mg/L，23 種混標5183-4688，美國安捷倫；硝酸、氫氟酸為微電子級；高氯酸為優級純；實驗用水為超純水（電阻率大于18.2 MΩ/cm）。

2.2 樣品的制備

根據《土壤環境監測技術規范》（HJ/T 166—2004）的要求［9］，土壤樣品經過風干、研磨，過100 目尼龍篩后，按照四分法分裝取樣備用。

2.3 消解條件

稱取0.2 g（精確至0.000 1 g）左右土壤樣品于特氟龍消解管內，全自動石墨消解儀自動加入10.0 mL硝酸，震蕩10 s，在120 ℃溫度下消解60 min，冷卻10 min 后，全自動石墨消解儀自動加入8.0 mL 氫氟酸，震蕩10 s，在140 ℃溫度下消解60 min，冷卻10 min 后，全自動石墨消解儀自動加入2.0 mL 高氯酸，振搖10 s，在160 ℃下消解60 min，在180 ℃下自動趕酸30 min，冷卻30 min 后自動用水定容至50.0 mL ，轉移至50 mL PE 樣品瓶中，上機待測。

2.4 樣品測定

原子吸收光譜儀測定Pb 的技術參數見表1。

表1 技術參數

升溫程序見表2。

表2 升溫程序

3 結果與討論

3.1 方法的線性

將20 μg/L Pb 使用液、基體改進劑（磷酸氫二銨）、稀釋液（1%硝酸）和標準溶液空白（1%硝酸）分別置于自動進樣器試劑杯中，儀器將按方法編輯的濃度梯度自動稀釋成0.00，4.00，8.00，12.00，16.00，20.00 μg/L 標準系列。在設定的儀器技術參數下，進樣體積為20 μL，基體改進劑加入量為3 μL，注入石墨管中，用峰面積法測定各標準溶液的吸光度值，一次線性擬合，儀器自動以濃度對吸光度繪制標準曲線y＝a+bx，a＝0.003 25，b＝0.002 78，相關系數r＝0.999 8，見表3。

表3 標準系列溶液的檢測結果

根據表3 繪制的標準曲線見圖1。

圖1 標準曲線

3.2 方法的檢出限

方法檢出限（MDL）測定時，根據《環境監測 分析方法標準制修訂 技術導則》（HJ 168—2010）規定［10］：

MDL＝St（n-1，0.99）

式中，MDL為方法檢出限；n 為樣品的平行測定次數；t 為自由度為n-1、置信度為99%的t 分布（單側）；S 為n 次平行測定的標準偏差連續分析7 個樣品，即當n＝7 時，在99%的置信區間，t（n-1，0.99）＝3.143。方法檢出限見表4。

表4 方法檢出限

3.3 方法的準確度和精密度

分別稱取0.2 g（精確至0.000 1 g）左右標準土壤樣品各6 份，用全自動石墨消解儀法對標準土壤樣品進行前處理消解，用石墨爐原子吸收法進行上機測定，所得標準土壤樣品的準確度相對偏差為0.2%～0.8%, 精密度相對標準偏差為2.3%～4.1%，見表5。

表5 標準土壤樣品的準確度和精密度

3.4 方法的加標回收率

準確稱取0.2 g（精確至0.000 1 g）制備好的棕壤土、草甸土和稻田土樣品，分成平行的2 組，其中1 組加入一定質量的標液，用全自動石墨消解儀對2組樣品進行前處理消解，完成后用石墨爐原子吸收法對土壤樣品中的Pb 元素含量進行分析，計算得到樣品加標回收率為92.8%～98.4%，見表6。

表6 實際土壤樣品的加標回收率

4 結論

本文建立了利用全自動石墨消解儀、石墨爐原子吸收光譜儀測定土壤中Pb 的方法，標準土壤樣品和實際土壤樣品測定的結果表明，方法的準確度和精密度完全能夠滿足土壤中Pb 的監測。該方法具有準確、快速、簡單、安全等特點，全自動石墨消解儀可實現自動加酸、自動加熱控溫、自動定容等一系列土壤樣品前處理過程，規避了酸氣危害，縮短了樣品分析周期，節省了人力物力財力，避免了人工操作不當對實驗結果造成的隨機誤差。每個消解管的消解進度一致，保證了實驗結果的精密度。本研究所建立的方法安全、快速、簡單、靈敏度高、重現性好，是同時大批量分析土壤中Pb 含量的可靠高效方法。