任 青
(核工業(yè)二一六大隊,新疆 烏魯木齊 830011)
氯元素作為土壤中重要的陰離子,尤其是在土壤肥力分析,指導(dǎo)農(nóng)作物種植中具有重要意義。而現(xiàn)今土壤分析批次多,檢測項目范圍廣,為指導(dǎo)農(nóng)作物種植又需得到及時準(zhǔn)確的報告結(jié)果。所以,尋找準(zhǔn)確快速的測定氯離子方法具有重要意義[1,2]。
檢測土壤氯離子方法主要有離子色譜法、硝酸銀滴定法、硝酸汞滴定法和硫氰酸銨滴定法。其中硝酸銀滴定法為目前應(yīng)用較為廣泛的傳統(tǒng)方法,但其耗費試劑量大,有毒試劑種類較多,廢液污染嚴(yán)重,操作繁瑣,耗時長。隨著離子
色譜儀的普及,離子色譜法以其試劑消耗量小,環(huán)保綠色,操作簡單安全逐漸被廣泛采用。本文以離子色譜法和硝酸銀法為例,從測量范圍、線性范圍、精密度、檢出限等方面進行分析對比,以期選定合適的方法[2-7]。
硝酸銀(AR)、硝酸汞(AR)、硫氰酸銨(AR)、溴酚藍(AR)。
離子色譜多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(GNM-MD5432-2013,1000 mg/mL)。
超純水機(默克IQ7000)、離子色譜儀(美國熱電ICS1100)、離心機(上海安亭科學(xué)儀器廠)。
ICS1100離子色譜儀;高壓泵壓力:6.0MPa;陰離子分析柱InoPac AS19(4×250mm),柱溫30℃;1.0mmol/L碳酸鈉-1.7mmol/L碳酸氫鈉水溶液體系;ECD檢測器;淋洗方式:等濃度淋洗;流速:1.0mL/min;進樣體積:25μL。
取10.0mL離子色譜多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(GNMMD5432-2013)至100mL容量瓶,超純水定容得到100mg/mL二級稀釋液。將二級稀釋液,用移液管分別吸取2.0mL、5.0mL、10.0mL、20.0mL、40.0mL于100mL容量瓶,用超純水定容至標(biāo)線后搖勻。質(zhì)量濃度系列為2.0mg/L,5.0mg/L,10.0mg/L,20.0mg/L,40.0mg/L。
稱取20g已均勻粉碎的樣品(過100目篩),用100mL超純水溶解,震蕩1小時,超聲30min,取上層清液離心20min,轉(zhuǎn)速2000r/min。取離心后上層清液用0.45μm一次性針筒微膜過濾待測。
硝酸銀滴定法只針對中性或弱堿性溶液,適用于含量較高的氯離子測定,受溴、碘離子干擾,硝酸銀不穩(wěn)定見光容易變質(zhì),且所使用硝酸汞為劇毒試劑;離子色譜與之相比適用范圍更廣,配置不同線性范圍標(biāo)準(zhǔn)曲線,可適用于高低的氯離子測定快速[8]。
2.2.1 離子色譜法標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限
在上述儀器設(shè)置參數(shù)條件下,使用文中1.4標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制校準(zhǔn)曲線,以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(c)為橫坐標(biāo),峰面積(A)為縱坐標(biāo)回歸,得到線性方程。
氯離子線性方程A=0.3163c-0.0687;相關(guān)系數(shù)為0.9996。結(jié)果表明氯離子質(zhì)量濃度在1.0mg/L~40mg/L范圍內(nèi)與峰面積的線性關(guān)系良好。具體數(shù)據(jù)及圖表如下。另取超純水平行檢測12次,所得標(biāo)準(zhǔn)差的3倍,檢出限為0.006mg/L。
表1 離子色譜法測定氯離子精密度結(jié)果
表2 硝酸銀法測定氯離子精密度結(jié)果
表3 土壤樣品重復(fù)性檢測結(jié)果
圖1 離子色譜氯離子校準(zhǔn)曲線
2.2.2 硝酸銀滴定法標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限
對文中1.4標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定,得到氯離子線性方程如下,A=0.0697c+0.2755;R2=0.9931。具體數(shù)據(jù)及圖表如下。另取超純水平行檢測12次,所得標(biāo)準(zhǔn)差的3倍,檢出限為0.120mg/L。
圖2 硝酸銀法氯離子校準(zhǔn)曲線
選取4個標(biāo)準(zhǔn)溶液樣品,按上述步驟進行樣品處理和測定,每個樣品測10次,取平均值作為結(jié)果,計算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。
通過上述實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)離子色譜法校準(zhǔn)曲線擬合程度及精密度都優(yōu)于硝酸銀滴定法。故采用離子色譜法對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07459(ASA-8)的進行測定。將浸出液連續(xù)進行10次重復(fù)檢測,測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2%,表明實驗重復(fù)性較好。由圖1可知氯離子分離度較好,且色譜圖中基線平滑。
圖3 離子色譜圖
使用離子色譜法對GBW07459(ASA-8)土壤樣品的浸出液進行加標(biāo)回收試驗,結(jié)果見表4。可知,氯離子加標(biāo)回收率為95%~102%。故此法測定數(shù)據(jù)可靠。
表4 土壤樣品加標(biāo)回收檢測結(jié)果
在測定土壤中可溶性氯離子方法比較中,離子色譜法比滴定法測量范圍廣,操作簡易、耗時少、消耗試劑少、干擾因素少、廢液污染少。離子色譜法校準(zhǔn)曲線擬合程度更好,相關(guān)系數(shù)R2=0.9996。其檢出限(0.006mg/L)遠低于滴定法檢出限(0.120mg/L)。且離子色譜法重復(fù)性良好,氯離子加標(biāo)回收率為95%~102%。因此。離子色譜法可滿足土壤中可溶性氯離子檢測要求,可為農(nóng)業(yè)土壤檢測分析提供較好的技術(shù)支撐。