杜建光, 王 真, 殷慧敏, 劉學(xué)濤, 王艷春, 李鵬龍, 陳敬君,楊建華
(1.臨沂市檢驗(yàn)檢測中心 山東臨沂 276007; 2.大連理工大學(xué) 遼寧大連 116024)
近年來,肥料中的有毒有害物質(zhì)給土壤、生態(tài)以及作物帶來了巨大威脅,對(duì)人體健康產(chǎn)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(jīng)衰弱、誘發(fā)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(fā)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(shí)測定等特點(diǎn)[5],AAS法具有光譜干擾少、選擇性強(qiáng)等特點(diǎn)[6]。本文通過試驗(yàn),比較兩種方法測定肥料中鎳含量的檢出限、精密度和加標(biāo)回收率。
5800型電感耦合等離子體原子發(fā)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(jì),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(jī)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。
鎳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)溶液:50 μg/mL,移取鎳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)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(yōu)級(jí)純,國藥集團(tuán)化學(xué)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?jǐn)?shù)99.999%,山東泓達(dá)生物科技有限公司。
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(wěn)定時(shí)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。
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(xù)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。
1.5.1 ICP-AES
分別移取鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.00、2.00、4.00、8.00、10.00 mL于6個(gè)100 mL容量瓶中,加入5 mL鹽酸,用水定容,混勻。此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中鎳的質(zhì)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(shù)對(duì)儀器進(jìn)行最佳工作條件設(shè)置,按鎳標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的質(zhì)量濃度由低到高進(jìn)行測定,以鎳的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),對(duì)應(yīng)的發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo),制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.5.2 AAS
分別移取鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 mL于6個(gè)100 mL容量瓶中,加入4 mL鹽酸,用水定容,混勻。此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中鎳的質(zhì)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(shù)對(duì)儀器進(jìn)行最佳工作條件設(shè)置,按鎳標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的質(zhì)量濃度由低到高進(jìn)行測定,以鎳的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),對(duì)應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo),制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
在與測定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液相同的條件下,測定樣品溶液中鎳的吸光度或發(fā)射強(qiáng)度,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出鎳的質(zhì)量濃度。
2.1.1 ICP-AES
在0~5.00 μg/mL內(nèi),鎳的質(zhì)量濃度x與發(fā)射強(qiáng)度y呈線性關(guān)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(biāo)準(zhǔn)曲線
在儀器最佳工作條件下,用2.00 μg/mL的鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液,按照1.5.1試驗(yàn)方法平行測定11次,以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算方法的檢出限為10 μg/L。
2.1.2 AAS
在0~4.00 μg/mL內(nèi),鎳的質(zhì)量濃度x與吸光度y呈線性關(guān)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(biāo)準(zhǔn)曲線
在儀器最佳工作條件下,用2.00 μg/mL的鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液,按照1.5.2試驗(yàn)方法平行測定11次,以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)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。
選取2組不同鎳含量的肥料,分別平行處理7份樣品進(jìn)行精密度試驗(yàn),計(jì)算7次測定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果見表1和表2。
對(duì)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(yàn)結(jié)果(n=7)
選取2組不同鎳含量的肥料進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)。準(zhǔn)確稱取2 g試樣于100 mL燒杯中,加入一定量鎳標(biāo)準(zhǔn)溶液,按照1.4對(duì)加標(biāo)樣品進(jìn)行處理。濾液上機(jī)測定,ICP-AES與AAS法的加標(biāo)回收率結(jié)果見表3和表4。
表4 AAS法的加標(biāo)回收率
由表3和表4可知,兩種方法的加標(biāo)回收率為93.0%~95.4%,加標(biāo)回收率測定結(jié)果相近。
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(biāo)回收率為94.5%~95.4%。相對(duì)于AAS法,ICP-AES法的測定結(jié)果更準(zhǔn)確,操作更快捷。