堅(jiān)文嬌
(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院,甘肅 張掖 734000)
土壤中金屬元素測(cè)量常用的消解方法有:王水電熱板消解,王水沸水浴消解,混合酸消解,微波消解,檢測(cè)方法有冷原子吸收光譜法、電感耦合等離子光譜法,電感耦合等離子質(zhì)譜法、原子熒光光譜法等。由于王水組成簡(jiǎn)單,消解效果好,水浴鍋?zhàn)鳛榭販匮b置,具有較好的準(zhǔn)確度和再現(xiàn)性,所以王水沸水浴是一種較好的消解方法,也是應(yīng)用最多的消解體系,便于操作尤其適合大批量樣品的測(cè)試。原子吸收,電感耦合等離子光譜法作為土壤中鎘、砷、鉛的檢測(cè)時(shí)檢出限較高,電感耦合等離子質(zhì)譜儀雖然檢出限低但儀器價(jià)格比較昂貴,很難普遍使用,原子熒光光譜儀儀器價(jià)格較低,特征譜線抗干擾能力強(qiáng),可做為土壤中測(cè)定鉛、鋅、砷和汞的優(yōu)先考慮的方法。
在用原子熒光光譜儀作為檢測(cè)儀器時(shí),主要考慮負(fù)高壓、燈電流、載氣、屏蔽氣流速來(lái)確定最佳工作參數(shù),這幾個(gè)參數(shù)中,負(fù)高壓對(duì)熒光值的影響尤為顯著,所以本文只通過(guò)改變負(fù)高壓,找到最佳的檢測(cè)電壓,達(dá)到快速、準(zhǔn)確測(cè)定土壤中總砷、總汞、總鉛、總鋅的目的。
除了樣品測(cè)試,樣品的前處理部分也是保障結(jié)果準(zhǔn)確的重要部分,本文通過(guò)改變酸和預(yù)還原劑的用量找到到最佳樣品前處理方法。
硝酸(GR)成都市科隴化學(xué)品有限公司;鹽酸(GR)成都市科隴化學(xué)品有限公司;硫脲(AR)天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司;抗壞血酸(AR)上海化學(xué)試劑廠;氫氧化鉀(AR)成都市科隴化學(xué)品有限公司;硼氫化鉀(AR)成都市科龍化工試劑廠;砷標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(GBW08611,1mg/mL)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院;鉛(GBWE083186)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心,1mg/mL)
普析通用PF6-M2型原子熒光光度計(jì);普利菲爾純水制水機(jī);上海醫(yī)療器械五廠恒溫水浴鍋,上海宇恒平科學(xué)儀器有限公司FA2004型萬(wàn)分之一天平;MP2002型百分之一天平;北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司電子萬(wàn)用爐。
1.3.1 土壤樣品的消解
選用6種標(biāo)準(zhǔn)土(GSS-29;GSS-31;GSS-32;GSS-33;GSS-34;GBW07301a)作為研究對(duì)象。
采用王水沸水浴鍋方法消解,具體步驟如下:稱取0.2500 g標(biāo)準(zhǔn)土置于25mL比色管中,加少量水潤(rùn)濕,而后加入10mL1+1王水,適當(dāng)震蕩,使土壤與王水充分接觸避免底部粘連,將比色管放入沸水浴鍋中(水浴鍋液面高于比色管液面),煮沸1.5小時(shí)(期間取出震蕩2次~3次),取出稍冷,加水定容至25mL刻度線,放置過(guò)夜,待測(cè)。
1.3.2 土壤樣品的檢測(cè)
前文中已提到,在用原子熒光光度計(jì)時(shí),考慮參數(shù)有很多,因負(fù)高壓對(duì)熒光值的影響較大,本文主要針對(duì)原子熒光光度計(jì)的負(fù)高壓做調(diào)整,找到最優(yōu)測(cè)試條件。
1.3.3 校準(zhǔn)曲線
逐級(jí)稀釋砷標(biāo)準(zhǔn)使用液為1.0*10-4;1.0*10-3mg/mL;鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液為1.0*10-6;1.0*10-6mg/mL ;將兩者配備為混標(biāo),鉛、鋅含量分別為1.0*10-4/1.0*10-6mg/L和1.0*10-3/1.0*10-5mg/L ;分別移取混標(biāo)溶液0.00;1.00mL ;2.50mL;5.00mL;7.50mL;1.00mL;1.50mL混標(biāo)溶液于25毫升比色管中,加入1+1鹽酸1毫升,蒸餾水定容至10mL刻度線,則砷濃度為:0.00;0.010mg/L;0.025mg/L;0.050mg/L;0.075mg/L;0.100mg/L;0.150 mg/L,鉛濃度為:0.00;0.10ug/L ;0.25ug/L ;0.50ug/L ;0.75ug/L;1.00ug/L;1.50 ug/L。
1.3.4 樣品前處理時(shí)酸的用量
在做樣品前處理時(shí),做兩組平行樣,稱取0.2500g樣品于比色管中,分別加入1+1王水5.0mL和10.0mL,煮沸1.5小時(shí),后上機(jī)測(cè)試最終含量。
負(fù)高壓是指光電倍增管兩端的電壓,將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成放大的電信號(hào)傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)上出檢測(cè)結(jié)果,所以負(fù)高壓對(duì)熒光值的大小有直接作用,測(cè)定As時(shí)選用200V~250V,測(cè)定Hg時(shí)選用280V~310V,每10V一個(gè)檔。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。
通過(guò)結(jié)果可以看出,測(cè)定鋅時(shí)宜選用200 v,雖然鋅的熒光值隨負(fù)高壓的增大不斷增大,但負(fù)高壓越大燈的使用壽命就越短,綜合考慮鋅宜選用300 v負(fù)高壓,且在上述兩個(gè)負(fù)高壓下可滿足大部分實(shí)際樣品的含量檢測(cè)。
土壤中的砷、鉛、鋅在消解過(guò)程中被王水氧化為高價(jià)態(tài),預(yù)還原劑(硫脲和抗壞血酸)的含量對(duì)鉛的測(cè)定無(wú)影響,但對(duì)鋅的測(cè)定影響較大。本實(shí)驗(yàn)選用GSS-29標(biāo)準(zhǔn)土作為研究對(duì)象,分別選擇0.5mL,1.0mL,1.5mL,2.0 mL的10%硫脲和抗壞血酸加入到10 mL標(biāo)準(zhǔn)土溶液中,測(cè)定土壤中鉛的最終含量。不同濃度預(yù)還原劑對(duì)熒光值的影響如下表所示。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),以1.0mL預(yù)還原劑的含量較為合適。
表1 不同濃度預(yù)還原劑對(duì)熒光值的影響
在做樣品前處理時(shí),做兩組平行樣,分別加入1+1王水5mL和10mL,通過(guò)最終測(cè)試結(jié)果對(duì)比,兩組值沒(méi)有明顯區(qū)別。這是因?yàn)樵訜晒庠跍y(cè)定鉛和鋅時(shí),允許酸度較廣,在1.5%~15%范圍均可。(許昆明-四川大學(xué)碩士學(xué)位論文-氰化物發(fā)生原子熒光光譜法測(cè)定食品中微量有毒金屬元素)在準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上為了節(jié)約試劑和成本,本實(shí)驗(yàn)選擇最終以5mL1+1王水為消解溶液。
標(biāo)準(zhǔn)土測(cè)試:選用6種標(biāo)準(zhǔn)土(GSS-29;GSS-31;GSS-32;GSS-33;GSS-34;GBW07301a)為測(cè)試對(duì)象,消解時(shí)用1+1王水5.0 mL,消解完成放涼后加入2.5mL10%硫脲抗壞血酸溶液,蒸餾水定容至25毫升刻度線,加塞搖勻后,放置過(guò)夜澄清,待第二天測(cè)試。結(jié)果見(jiàn)下表,從表中可以看出,用上述方法消解、測(cè)定土壤中鉛和鋅是完全可以滿足測(cè)試要求的,測(cè)定值在標(biāo)準(zhǔn)值偏差允許范圍內(nèi)。
表2 6種標(biāo)準(zhǔn)土樣采用原子熒光法測(cè)試后的測(cè)試值與認(rèn)定值
通過(guò)改變不同酸用量、預(yù)還原劑和負(fù)高壓的值,找到了最優(yōu)的樣品前處理和測(cè)試條件,在實(shí)驗(yàn)條件下能滿足大部分樣品同時(shí)測(cè)定的要求,達(dá)到了節(jié)約成本和提高效率的雙重目的。但同時(shí)要注意的是,在分析過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn),汞分析技術(shù)難點(diǎn)在于過(guò)程前,過(guò)程中的污染,所以在做樣時(shí)需格外注意。