電感耦合等離子體原子發射光譜法與原子吸收光譜法測定肥料中鎳含量的試驗研究*

杜建光， 王 真， 殷慧敏， 劉學濤， 王艷春， 李鵬龍， 陳敬君，楊建華

(1.臨沂市檢驗檢測中心 山東臨沂 276007； 2.大連理工大學 遼寧大連 116024)

近年來，肥料中的有毒有害物質給土壤、生態以及作物帶來了巨大威脅，對人體健康產生了間接影響[1-2]。研究顯示[3-4]，鎳作為重金屬，具有引起炎癥和神經衰弱、誘發鼻癌和肺癌、降低生育能力、致畸致突變等毒害作用。目前電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES)和原子吸收光譜法(AAS)是測定鎳含量最常用的兩種方法，ICP-AES法具有高精密度、低檢出限和多元素同時測定等特點[5]，AAS法具有光譜干擾少、選擇性強等特點[6]。本文通過試驗，比較兩種方法測定肥料中鎳含量的檢出限、精密度和加標回收率。

1 材料與方法

1.1 儀器

5800型電感耦合等離子體原子發射光譜儀，安捷倫科技(中國)有限公司；GTA120/240型原子吸收分光光度計，附有空氣-乙炔燃燒器及鎳空心陰極燈，安捷倫科技(中國)有限公司；SB-2.4型電熱板，上海彭浦機械廠有限公司；AL204/01型分析天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 試劑

鎳標準儲備液：1 000 μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

鎳標準溶液：50 μg/mL，移取鎳標準儲備液5.00 mL置于100 mL容量瓶中，加入鹽酸5 mL，用水定容，混勻。

硝酸、鹽酸：優級純，國藥集團化學試劑有限公司。

鹽酸-硝酸混合酸：將鹽酸與硝酸按體積比3∶1混合，放置20 min后使用。

高純氬氣：體積分數99.999%，山東泓達生物科技有限公司。

1.3 儀器主要工作參數

1.3.1 ICP-AES

觀測方向：徑向；測定譜線：231.604 nm；輔助器流量：1.00 L/min；霧化器流量：0.70 L/min；等離子體氣流量：12.0 L/min ；穩定時間15 s；觀察高度8 mm。

1.3.2 AAS

波長：232.0 nm；狹縫：0.2 nm；燈電流：5.0 mA；空氣流量：13.5 L/min；乙炔流量：2.0 L/min。

1.4 試樣溶液的制備

稱取試樣約2 g置于100 mL燒杯中，用少量水濕潤后，加入20 mL鹽酸-硝酸混合酸并蓋上表面皿，在電熱板上微沸30 min后移開表面皿，繼續加熱蒸至近干取下，冷卻后加2 mL鹽酸，加熱溶解，取下冷卻，過濾，濾液收集于50 mL容量瓶中，濾干后用少量水沖洗3次以上，合并于濾液中，定容，混勻。

1.5 標準曲線的繪制

1.5.1 ICP-AES

分別移取鎳標準溶液0、1.00、2.00、4.00、8.00、10.00 mL于6個100 mL容量瓶中，加入5 mL鹽酸，用水定容，混勻。此標準系列溶液中鎳的質量濃度分別為0、0.50、1.00、2.00、4.00、5.00 μg/mL。按1.3.1所述工作參數對儀器進行最佳工作條件設置，按鎳標準系列溶液的質量濃度由低到高進行測定，以鎳的質量濃度為橫坐標，對應的發射強度為縱坐標，制作標準曲線。

1.5.2 AAS

分別移取鎳標準溶液0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 mL于6個100 mL容量瓶中，加入4 mL鹽酸，用水定容，混勻。此標準系列溶液中鎳的質量濃度分別為0、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00 μg/mL。按1.3.2所述工作參數對儀器進行最佳工作條件設置，按鎳標準系列溶液的質量濃度由低到高進行測定，以鎳的質量濃度為橫坐標，對應的吸光度為縱坐標，制作標準曲線。

1.6 樣品溶液的測定

在與測定標準系列溶液相同的條件下，測定樣品溶液中鎳的吸光度或發射強度，在標準曲線上查出鎳的質量濃度。

2 結果與討論

2.1 線性關系和檢出限

2.1.1 ICP-AES

在0～5.00 μg/mL內，鎳的質量濃度x與發射強度y呈線性關系(見圖1)，線性回歸方程為y=2 598x+32.17(r=1.000)。

圖1 ICP-AES法測定肥料中鎳含量的標準曲線

在儀器最佳工作條件下，用2.00 μg/mL的鎳標準溶液，按照1.5.1試驗方法平行測定11次，以3倍標準偏差計算方法的檢出限為10 μg/L。

2.1.2 AAS

在0～4.00 μg/mL內，鎳的質量濃度x與吸光度y呈線性關系(見圖2)，線性回歸方程為y=0.063x+0.003(r=0.999)。

圖2 AAS法測定肥料中鎳含量的標準曲線

在儀器最佳工作條件下，用2.00 μg/mL的鎳標準溶液，按照1.5.2試驗方法平行測定11次，以3倍標準偏差計算方法的檢出限為40 μg/L。

ICP-AES法的檢出限低至10 μg/L，其線性比AAS法更好。

2.2 儀器的精密度

選取2組不同鎳含量的肥料，分別平行處理7份樣品進行精密度試驗，計算7次測定結果的相對標準偏差(RSD)，結果見表1和表2。

對比表1和表2，ICP-AES法的精密度較好，RSD為0.98%～1.53%。

表1 ICP-AES法的精密度試驗結果(n=7)

2.3 加標回收率

選取2組不同鎳含量的肥料進行加標回收試驗。準確稱取2 g試樣于100 mL燒杯中，加入一定量鎳標準溶液，按照1.4對加標樣品進行處理。濾液上機測定，ICP-AES與AAS法的加標回收率結果見表3和表4。

表4 AAS法的加標回收率

由表3和表4可知，兩種方法的加標回收率為93.0%～95.4%，加標回收率測定結果相近。

3 結語

ICP-AES與AAS法均可用于肥料中鎳含量的測定，ICP-AES法的線性更好，檢出限低至10 μg/L，RSD為0.98%～1.53%，加標回收率為94.5%～95.4%。相對于AAS法，ICP-AES法的測定結果更準確，操作更快捷。