高壓罐消解電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定土壤中鉛鋅

高壓罐消解電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定土壤中鉛鋅

1總結(jié)目前，極譜法主要用于重金屬元素。2試驗部分2.1elityal公司(1)全譜直讀等離子體原子發(fā)射光譜儀ICP6300;CID檢測器美國ThermoElemental公司;(2)烘箱;(3)電熱板;(4)石英亞沸蒸餾器;(9)氬氣:鋼瓶高純氬氣,純度不低于99.999%;(10)儲備標(biāo)準(zhǔn):環(huán)境保護部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所的標(biāo)準(zhǔn)儲備液和環(huán)境土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品(ESS-2)。2.2陣風(fēng)下干燥ICP-AES儀器優(yōu)化后所得的工作條件:高頻發(fā)生器功率1150W;頻率27.12MHz;載氣流量為1.0L/min;輔助氣0.5L/min;冷卻氣14L/min;霧化器壓力165.4kPa;積分時間:長波10s,短波7s;清洗時間15s;蠕動泵流速50r/min。2.3測試方法2.3.1土壤樣品的預(yù)處理將土壤樣品置于陰涼、通風(fēng)處晾干,用研缽將通過2mm尼龍篩的樣品研磨到能夠全部通過100目篩2.3.2高壓罐及液壓測定稱取處理好的環(huán)境土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品(ESS-2)0.1g~0.3g(精確到±0.0001g)放于內(nèi)套聚四氟乙烯高壓罐中,用少許水潤濕,加入硝酸5ml放置過夜,加入高氯酸5ml,搖勻后將高壓罐放入套筒中,擰緊。放在160℃的烘箱中分解1h,將同一樣品分別稱取的4份樣,再分批放入調(diào)至不同溫度在200℃的烘箱中分解3h。取出冷卻至室溫后,取出高壓罐,用水沖洗高壓罐蓋的內(nèi)壁,加入3ml氫氟酸,置于電熱板上,再100℃~120℃加熱除硅,待高壓罐內(nèi)剩下約2ml~3ml溶液時,調(diào)高溫度至150℃,加熱至冒濃厚白煙后再緩緩蒸至近干,取下稍冷,用水沖洗高壓罐蓋和內(nèi)壁,并加入1∶1的硝酸1ml溫?zé)崛芙鈿堅?。然后用水定容至刻線,并將不同溫度消解的樣品分開,搖勻待測。同時進行全程試劑空白試驗。2.3.3土壤水分含量(1)稱取土壤樣品消解的同時,也要稱取5g~10g(準(zhǔn)確稱至0.01g)的樣品,置于稱量瓶中,在105℃烘箱中烘4h~5h,烘干至恒重(2)以百分比表示的風(fēng)干土樣水分含量ue55f按下式(1)計算:式中:f為土樣水分含量,%;W3結(jié)果與討論3.1標(biāo)準(zhǔn)系列的配制鉛、鋅混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)1000mg/L鉛、鋅單標(biāo)稀釋而成,酸度為1%的硝酸。其元素濃度均為1.00mg/L。取幾只10.0ml比色管,分別加入0ml、0.80ml、1.60ml、2.40ml、3.20ml混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,用1%硝酸溶液定容至10ml,配成0.00mg/L、0.08mg/L、0.16mg/L、0.24mg/L、0.32mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)系列。每個標(biāo)準(zhǔn)濃度重復(fù)測定3次,以發(fā)光強度均值對鉛、鋅濃度(mg/L)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,如圖1。3.2譜線干擾下被測元素選擇“對話由于樣品測定過程中的干擾主要為光譜干擾,所以要選擇靈敏度高、光譜干擾小的譜線作為分析譜線。在ICP-AES儀器的譜線庫中,每一種元素都有許多條譜線,根據(jù)樣品的元素種類和背景狀況等條件,首先選擇多條譜線掃描,利用儀器上顯示的譜線干擾“對話”框中被測元素譜線的強度及存在的干擾線進行篩選如圖2所示,以Pb為例,分別選擇了216.999{455}nm,220.353{453}nm,283.306{119}nm等三根譜線進行對比,其中前兩條可見其它元素的明顯干擾,僅有283.306{119}nm處的譜峰較好,雖然右背景稍有干擾,但我們可選擇否扣右背景的方式排除干擾。儀器通過譜峰扣除背景值而得到校正后峰值,即為Pb的實際峰值。所以分析譜線分別選定為:鉛是283.306{119}nm,鋅是202.548{467}nm。3.3樣品消除過程中溫度和時間的優(yōu)化配置3.3.1等離子體火炬掃描樣品在烘箱中時間保證3h時,通過溫度選擇在180℃、190℃、200℃、210℃下處理好的樣品導(dǎo)入等離子體火炬中進行掃描,其樣品發(fā)光強度見表1。從表1可以看出,較低溫度消解的同一樣品其光強度相對偏低,而消解溫度在200℃、210℃時,其強度比較接近,且測定濃度在環(huán)境土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品(ESS-2)的范圍值內(nèi),因此我們選擇溫度在200℃時消解土壤樣品。3.3.2樣品的發(fā)光強度樣品在烘箱中溫度保證200℃時,通過選擇在1h、2h、3h、4h下處理好的樣品導(dǎo)入等離子體火炬中進行掃描,其樣品發(fā)光強度見表2。從表2可以看出,較短的烘烤時間消解的同一樣品其光強度相對偏低,而烘烤時間在3h、4h時,其強度比較接近,且測定濃度在環(huán)境土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品(ESS-2)的范圍值內(nèi),因此我們選擇烘烤時間在3h時消解土壤樣品。3.4消解樣品的測定本實驗將2.3.2步驟已處理好的9個平行環(huán)境土壤標(biāo)樣ESS-2樣品及攀枝花市仁和區(qū)疾控中心和鹽邊縣疾控中心送檢土壤樣品的消化液,分別導(dǎo)入等離子體火炬中進行分析測定,以檢驗樣品處理和儀器分析在土壤含量高、中和低檢測時的穩(wěn)定情況,以下是對于同一批消解的樣品進行測定的結(jié)果(見表3)。從土壤在高、中和低濃度的精密度實驗中可以看出,該消解樣品分析結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.0%~7.1%之間,對于微量分析,都在誤差允許范圍內(nèi),因此該方法也達到微量分析的要求。3.5鉛、鋅回收率測定方法標(biāo)準(zhǔn)加入法:將2.3.2步驟的環(huán)境土壤標(biāo)樣ESS-2樣品的消解液,取一定量分別放于4個10ml比色管中,依次高、中、低的濃度分別加入鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液(1.00μg/ml)0.00ml、0.20ml、0.40ml、0.6ml;鋅標(biāo)準(zhǔn)使用液(1.00μg/ml)0.00ml、0.50ml、1.00ml、1.5ml,用質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的硝酸定容,搖勻待測。按公式(2)計算鉛、鋅的回收率,結(jié)果見表4。計算公式:式中:C由表4可知,各元素加標(biāo)量按高、中、低濃度加入的回收率均在91.4%~105.1%之間?；厥章蕦嶒灴梢钥闯?該土壤樣品中的共存離子對待測元素的干擾較小,有一定的可靠性,可以保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。3.6樣品分析3.6.1等離子體火炬分析測定為驗證消化處理及分析過程可靠性,以環(huán)境土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品(ESS-2)為分析樣品,按2.3.2步驟處理好樣品后,將樣品導(dǎo)入等離子體火炬中進行分析測定。其測定結(jié)果見表5。由表5可知,該方法測定環(huán)境土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品(ESS-2)中的鉛、鋅,其結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi),可以說明土壤樣品在消化處理過程中損失較小,可以保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。3.6.2等離子體火炬中鉛、鋅的檢測實際樣品是仁和區(qū)疾控中心和鹽邊縣疾控中心送檢土壤,將其按2.3.2步驟處理好后,導(dǎo)入等離子體火炬中進行分析測定。其中鉛、鋅的測定結(jié)果見表6,表7。由表7可知,平行樣中各元素的相對偏差均在1.2%~9.1%之間,從相對偏差實驗可以看出,該土壤樣品在消化處理過程中,待測元素鉛、鋅幾乎沒有損失,其相對偏差較小,可以保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。3.7儀器檢出限、定量限用硝酸—高氯酸—氫氟酸消解結(jié)合ICP本身的優(yōu)越性,其工作曲線線性范圍較寬,對本文工作曲線而言,ICP-AES一般把元素檢出限的5倍作為方法測定濃度的下限,其校準(zhǔn)曲線有較大的線性范圍,在多數(shù)情況下可達3~4個數(shù)量級,這樣就可以用一條校準(zhǔn)曲線同時分析樣品從痕量到較高濃度的各元素儀器檢出限是連續(xù)測定11次空白值的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差。儀器檢測上限是通過配制0.00mg/L,0.08mg/L,0.10mg/L,1.0mg/L,10.0mg/L,20.0mg/L,30.0mg/L,100.0mg/L,200.0mg/L,400.0mg/L,700.0mg/L的鉛曲線,上機測定后,而得到的。以鉛為例,如圖3所示。因此選擇被測元素的分析線、儀器檢出限及儀器檢測上限,見表8。4樣品測定結(jié)果該方法的儀器參數(shù)、消化方法及儀器上建立土壤的測定方法等對于測定環(huán)境土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品(ESS-2)中的鉛、鋅,