(甘肅省有色金屬地質(zhì)勘查局 張掖礦產(chǎn)勘查院,甘肅 張掖 734000)
硼是在巖石、土壤和水中普遍存在的一種元素,也是重要的地球化學(xué)指示元素。硼是人體生長必需的元素,也是植物生長調(diào)節(jié)必需的元素,硼以硼酸分子(H3BO3)的形態(tài)被植物吸收利用,在植物體內(nèi)不易移動。硼能促進(jìn)根系生長,對光合作用的產(chǎn)物--碳水化合物的合成與轉(zhuǎn)運有重要作用,對受精過程的正常進(jìn)行有特殊作用。同時,硼也是土壤中污染物之一。
土壤中硼過剩會引起植物硼中毒,硼的中毒一般在干旱、半干旱的地區(qū)較為常見。測定土壤中的硼對于防止土壤污染引起植物中毒和水質(zhì)污染,保障人體健康有著重要的意義[1,2]。
測定全硼的分析方法有分光光度法[3]、原子吸收法[4]和電感耦合等離子體光譜法[5-7]和交流電弧直讀光譜[8]。前處理方法一般為碳酸鈉熔融,這種處理方法耗時長,不容易開展。微波消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定土壤中總硼,前期處理簡單,速度快,電感耦合等離子體發(fā)射光譜具有較高的靈敏度和較寬的線性范圍,分析結(jié)果準(zhǔn)確,對環(huán)境污染小,可以快速準(zhǔn)確的測定土壤中全硼的含量。
分析天平(梅特勒-托利多):感量0.0001g,型號:AB54-S;
微波消解儀(上海屹堯科技發(fā)展公司):型號:WX-800,工作參數(shù)如表1所列。
表1 微波消解程序
電感耦合等離子體光譜儀(美國熱電公司):ICP-7000,工作參數(shù)如表2所列。
表2 光譜儀工作參數(shù)
硼標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液:ρ(B)=1000μg/mL;
硼標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:20μg/mL,使用時由標(biāo)準(zhǔn)儲備液逐級稀釋制備。
硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸均為優(yōu)級純,試驗溶液用蒸餾水配制。
準(zhǔn)確稱取0.2000g烘干的土壤樣品(過200目篩)于聚四氟乙烯微波消解罐中,加入5mL氫氟酸,10mL硝酸,2mL磷酸。擰緊蓋子,置于密閉微波消解儀中,按照微波消解溫度控制程序消解樣品,冷卻后,取出,置于控溫電熱板上,180℃下趕酸。等白煙冒盡,再加2mL硝酸,加熱至白煙冒盡,最后加入4mL 30%硝酸,裝入25mL比色管,定容至刻度,搖勻,按儀器工作條件進(jìn)行測定,隨同試樣做空白試驗。
表3 方法精密度
樣品取樣量對檢測結(jié)果的影響較大,稱樣量過少不具有代表性,誤差較大;稱樣量過在消解罐中不能完全消解且用酸量過大,經(jīng)過多次反復(fù)試驗樣品稱樣量控制在0.2g~0.5g,結(jié)果令人滿意。
微波消解所用的酸很廣泛,主要有HNO3、HCL、HF、H2O2、H3PO4,經(jīng)過多次反復(fù)試驗,采用加入5mL氫氟酸,10mL硝酸,2mL磷酸體系進(jìn)行微波消解,效果最好,結(jié)果令人滿意。
用同樣的方法制備12份空白溶液,按照儀器設(shè)定的條件對標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定,以硼的濃度為橫坐標(biāo),發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo),繪制校準(zhǔn)曲線。測定空白溶液,以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以校準(zhǔn)曲線的斜率得檢出限為0.5μg/g。
選定5個國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),按照此試驗方法測定12次B的含量,計算其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果如表3所列。
由表3結(jié)果可見,通過此試驗方法測定土壤中B的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.78%~3.14%,其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD均小于所要求的允許差,結(jié)果令人滿意。
選定5個國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),按照此試驗方法測定B的含量,計算其相對偏差(RE),結(jié)果如表4所列。
表4 方法準(zhǔn)確度
表4結(jié)果表明,通過此試驗方法測定地球化學(xué)樣品中的B,測定值與標(biāo)準(zhǔn)值基本吻合,證明該方法可靠。
按照此試驗方法,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)樣品加入法回收試驗。使用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07403、GBW07428、GBW07453、GBW07404和GBW07449驗證,樣品回收率在96.5%~104.5%之間,結(jié)果如表5所列。
表5 加標(biāo)回收率
從實驗結(jié)果可以看出,采用微波消解電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定土壤中硼的方法,操作簡單,分析時間短,靈敏度高,檢測結(jié)果重現(xiàn)性好,結(jié)果準(zhǔn)確,杜絕了環(huán)境以及器皿帶來的污染,實驗結(jié)果令人滿意。