電感耦合等離子體發射光譜法和原子吸收光譜法測定巖石礦物中鉀鈉含量的比較

馮麗娥

（福建省閩東南地質大隊，福建 泉州 362000）

鉀和鈉是多種行業的常規檢測指標,傳統的檢測方法是原子吸收光譜法和火焰光度法，方法較為穩定，但線性范圍較窄，濃度高的溶液需要稀釋，測定結果誤差較大。ICPOES法具有精密度好、準確度高、檢出限低、線性動態范圍寬等特點[1]。本文通過對國家一級標準物質和實際樣品進行測試，從檢出限、準確度和精密度對電感耦合等離子體發射光譜法（以下簡稱ICP-OES法）和原子吸收光譜法（以下簡稱AAS法）進行了比較。

1 方法與分析

（1）儀器及工作條件。Avio200型電感耦合等離子體發射光譜儀，射頻發生器功率1300W；等離子體流量11L/min；輔助氣流量0.2L/min；霧化氣流量0.6L/min；徑向觀測；高純氬氣；Na：589.592nm；K：766.490nm。

WFX-210型原子吸收分光光度計，狹縫0.4nm，負高壓180V，觀察高度7.0mm，火焰類型為空氣-乙炔火焰，乙炔流量1.0L/min。K：766.5nm，燈電流2.00mA；Na：330.2nm，燈電流4.00mA。

（2）標準曲線。ICP-OES法：分別吸取K2O和Na2O標準儲備液（1mg/mL）于100mL容量瓶中，介質為3%的鹽酸，配成濃度（ug/mL）為：0.00、5.00、10.00、20.00、40.00、80.00的標準系列；AAS法：分別吸取K2O和Na2O標準儲備液（1mg/mL）于100mL容量瓶中，介質為4%的鹽酸，配成濃度（ug/mL）為：0.00、10.00、30.00、50.00、70.00的標準系列。

（3）實驗方法。ICP-OES法：準確稱取0.1000g樣品于50mL聚四氟乙烯坩堝中，加水潤濕，加入5.0mL鹽酸、5.0mL硝酸、10mL氫氟酸、2.0mL高氯酸，蓋蓋靜置過夜。第二天，將聚四氟乙烯坩堝置于控溫電熱板上，階段升溫，于250℃蒸發至高氯酸白煙冒盡，取下冷卻，用蒸餾水沖洗坩堝壁，于電熱板上蒸干水分，取下趁熱加入6mL（1+1）鹽酸，再加熱至溶液清亮，取下冷卻，轉移至100mL容量瓶中，定容搖勻；AAS法：準確稱取0.1000g樣品于50mL聚四氟乙烯坩堝中，加水潤濕，加入5.0mL氫氟酸、1.0mL高氯酸，將聚四氟乙烯坩堝置于控溫電熱板上，逐漸升溫，于250℃蒸發至高氯酸白煙冒盡，取下冷卻，用蒸餾水沖洗坩堝壁，加入4.0mL鹽酸，再加熱至溶液清亮，取下冷卻，轉移至100mL容量瓶中，定容搖勻。

2 結果與討論

2.1 方法的檢出限

分別按ICP-OES法和AAS法重復10次空白實驗，記錄數值。根據HJ168-2010《環境監測分析方法標準制修訂技術導則》中下列公式計算方法檢出限。

式中：MDL—方法檢出限；

n—樣品的平行測定次數；

t—自由度為n-1，置信度為99%時的t分布（單側）；

S—n次平行測定的標準偏差。

本次實驗平行測定10次，自由度為9，置信度為99%時的t值取2.821。根據公式算出ICP-OES法和AAS法測定K2O、Na2O的含量的方法檢出限見表1。

表1 方法檢出限計算

2.2 方法的準確度

取國家一級標準物質GBW07103、GBW07105和GBW07107各6份，分別用ICP-OES法和AAS法測定K2O、Na2O的含量，計算相對誤差（RE）。根據DZ/T0130-2006《地質礦產實驗室測試質量管理規范》要求，標準物質某組分的分析結果相對誤差允許限（YB）為：

式中：YC—重復分析試樣中某組分的相對偏差允許限，%；

X0—標準物質某組分的標準值；

C—某礦種某組分重復分析相對偏差允許限系數，此處K2O和Na2O的C值為1.00。

當相對誤差（RE）小于等于允許限（YB）時為合格；大于允許限（YB）時為不合格[2]。由表2可知，ICP-OES法和AAS法的相對誤差均小于允許限（YB），滿足DZ/T0130-2006《地質礦產實驗室測試質量管理規范》要求。

表2 ICP-OES法和AAS法的準確度

2.3 方法的精密度

選取國家一級標準物質GBW07103、GBW07107和實際樣品各1份，分別用ICP-OES法和AAS法連續測定K2O、Na2O的含量6次，計算相對標準偏差（RSD）。根據DZ/T0130-2006《地質礦產實驗室測試質量管理規范》要求，巖石礦物試樣化學成分重復分析相對偏差允許限的數學模型為：

式中：YC—重復分析試樣中某組分的相對偏差允許限，%；

X—重復分析試樣中某組分平均質量分數，%；

C—某礦種某組分重復分析相對偏差允許限系數，此處K2O和Na2O的C值為1.00。

重復分析結果的相對偏差小于等于允許限（YC）時為合格；大于允許限（YC）時為不合格。由表3可知，ICP-OES法和AAS法的相對標準偏差均小于允許限（YC），滿足DZ/T0130-2006《地質礦產實驗室測試質量管理規范》要求。

表3 ICP-OES法和AAS法的精密度

3 結論

用ICP-OES法和AAS法測定巖石礦物中的K2O和Na2O，方法檢出限、準確度和精密度均符合DZ/T0130—2006《地質礦產實驗室測試質量管理規范》的要求，ICPOES方法操作簡單，分析速度快，可同時進行多元素分析，適合大批量樣品的分析測試；AAS法無法同時進行多元素分析，但成本低于ICP-OES法，適用于少量樣品的分析測試，測試人員可在工作中針對實際情況選擇不同的方法。