氫化物發生原子熒光光譜法測定土壤中的錫

唐興敏，賈正勛，彭 望，吳 俊，趙志飛，方金東

(湖北省地質實驗研究所，湖北武漢 430034)

氫化物發生原子熒光光譜法測定土壤中的錫

唐興敏，賈正勛，彭 望，吳 俊，趙志飛，方金東

(湖北省地質實驗研究所，湖北武漢 430034)

研究氫化物發生原子熒光光譜法測定土壤樣品中的錫，對錫的氫化物發生條件進行詳細的實驗，確定了錫最優氫化物發生條件;對儀器參數進行了條件實驗，選擇了最佳儀器工作條件。用土壤國家一級標準物質對分析方法準確度進行了檢驗，結果準確可靠，滿足規范要求，分析方法精密度 (RSD)為5.2%，分析方法檢出限達到0.11 μg/g。

土壤;錫;原子熒光光譜法

0 引言

多目標區域地球化學調查樣品以土壤為主，錫是其中分析檢測的元素之一，現在地質實驗室土壤中錫的分析一般以發射光譜法為主［1－3］，但土壤中錫含量較低，交流電極發射光譜方法精度不太好，錫的分析質量的改進和提高一直是多目標樣品分析和研究的難題。在鋼鐵、冶金、食品領域運用石墨爐原子吸收、氫化物發生原子熒光光譜法測定錫的研究也有報道［4－9］，相對而言氫化物發生原子熒光光譜法具有靈敏度高、干擾易消除、分析速度快等優點。本文運用氫化物發生原子熒光光譜法對土壤中錫的測定進行了研究，對樣品前處理方法、氫化物發生條件、儀器分析參數方面進行了實驗，建立了土壤中氫化物發生原子熒光光譜法測定錫的分析方法，檢出限、精密度、準確度等技術指標都優于現有分析方法，可運用于多目標樣品中錫元素的分析測定。

1 實驗部分

1.1 儀器及工作條件

原子熒光光譜儀:AFS-820北京吉天儀器有限公司;錫空氣陰極燈:北京有色金屬研究總院生產;儀器工作條件見表1。

1.2 試劑

(1)錫標準儲備液:100 μg/mL。(購于國家有色金屬及電子材料分析測試中心)此溶液逐級稀釋為分析用標準溶液。

(2)硼氫化鉀溶液35 g/L。稱取35 g硼氫化鉀溶解于1 000 mL含有4 g KOH的蒸餾水中，現用現配。

表1 儀器工作條件Table 1 Working condition of instrument

(3)硫脲—抗壞血酸溶液50 g/L。稱取50 g硫脲溶于1 000 mL蒸餾水中，全部溶解后，加入50 g抗壞血酸溶解澄清。現用現配。

(4)鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸、酒石酸均為分析純;實驗用水均為二次去離子水。

1.3 樣品處理

稱取0.200 g樣品于聚四氟乙烯坩堝中，加水潤濕，加入3 mL鹽酸、2 mL硝酸、1 mL高氯酸、3 mL氫氟酸;溫控電熱板上加熱分解，冒煙趕盡氫氟酸，蒸至近干時，加入5 mL鹽酸(1+4)和酒石酸(1+9)的混合溶液提取，定容至25 mL試管中，溶液澄清后測量。

2 結果與討論

2.1 不同酸介質的影響

錫在酸性溶液中形成氫化物的酸度范圍很窄，比較了在不同酸介質和酸度下的錫標準溶液的熒光強度值。40 ng/mL錫標準分別在0.5%，1%，1.5%，2%，2.5%，3%，5%硫酸介質中，40 ng/mL錫標準溶液分別在1%，3%，5%，6%，8%，10%，15%鹽酸介質中，共14份溶液，測量溶液熒光強度值，見圖1。從圖中可以看出錫氫化物發生的范圍很窄，需在［H+］＜3%時進行;H+濃度是影響錫氫化物發生的主要因素，不同酸介質的影響相對較弱。

圖1 不同酸濃度下錫的熒光強度值(IF)Fig.1 Tin fluorescene intensity in different acid concentration

錫在強酸中氫化物發生酸度很窄，且容易水解，溶液中加入弱酸不但可以使錫穩定存在，還可以使錫氫化物發生的酸度范圍顯著變寬，實驗研究了不同鹽酸濃度下加和不加酒石酸，錫的原子熒光強度值的變化。在鹽酸濃度分別為1%，1.5%，2%，2.5%，3%，4%，6%的20 ng/mL錫溶液加入酒石酸和不加入酒石酸兩套共14份溶液分別測定熒光強度，見圖2?？梢钥闯黾尤刖剖岷蟠蟠髷U大了錫的氫化物發生酸度范圍。

圖2 酒石酸對錫熒光強度的影響Fig.2 Effect of tartaric aiel on tin fluorescene intensity

對相同酸度下，鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸介質進行了比較。分別以鹽酸(6%)、硝酸(6%)、硫酸(3%)和磷酸(2%)為介質配置160 ng/mL的錫溶液四份，氫化物原子熒光測定溶液熒光強度值，不同時間分別測量3次，結果見表2。表中可以看出相同酸度下鹽酸介質中最有利于錫的氫化物反應發生。

表2 不同酸介質下錫的熒光強度Table 2 Tin fluorescene intensity in different acid medium

綜合上述實驗確定樣品溶液介質為4%鹽酸和2%酒石酸混合液。

2.2 硼氫化鉀的濃度選擇

硼氫化鉀的濃度影響錫的氫化物產生速度和氬氫火焰大小和穩定性，實驗比較了硼氫化鉀質量分數為1%～10%內六份溶液錫的熒光強度值，在1% ～4%范圍內錫的熒光強度值隨著硼氫化鉀濃度的增加而變大，4%左右達到最大，＞5%后由于產生的氫氣量太大，熒光強度值反而減弱，并且穩定性變差，實驗選擇35 mg/L的硼氫化鉀濃度作為載體。實驗結果見圖3。

圖3 硼氫化鉀濃度對熒光強度的影響Fig.3 Effect of potassium borohydride on fluorescene intensity

2.3 儀器負高壓的影響

儀器負高壓的增加，增強分析元素信號強度的同時，也會使分析信號噪音相應的增加;負高壓過低信號強度值太弱，負高壓過高噪音較大，實驗選擇儀器負高壓為280 V。

2.4 燈電流的影響

在負高壓為280 V時改變燈電流，記錄120 ng/mL的同一份溶液的熒光強度值，見圖4，由圖可以看出燈電流的增加對錫原子熒光強度值的增加不太明顯，燈電流過大會降低元素燈的使用壽命，實驗選擇80 mA的燈電流。

2.5 分析方法準確度

多目標地球化學調查取樣介質為土壤，選取土壤國家一級標準物質GBW07401—GBW07412對方法的準確度進行了驗證。分析結果見表3。根據多目標區域地球化學管理規范中規定的國家一級標準物質分析結果的對數差＜0.1判斷，方法準確度能夠滿足規范要求［10］。

圖4 燈電流對熒光強度的影響Fig.4 Effect of vamp current on fluorescence intensity

表3 方法準確度Table 3 Accurary of method

2.6 分析方法精密度

選取GBW07411，按照分析方法流程制備10份分析溶液，進行精密度實驗，分析方法精密度為5.2%。實驗結果見表4。

表4 方法精密度數據Table 4 Data of accurary of method

2.7 分析方法檢出限

按照分析方法制備11份空白溶液，測定后計算分析方法檢出限為0.11 μg/g，方法檢出限優于現行分析方法，優于多目標區域地球化學規范要求。

表5 分析方法檢出限Table 5 Detection limit of analysis method

3 結論

運用氫化物發生原子熒光光譜法測定土壤中的錫，方法簡單易掌握，分析方法準確度、精密度和檢出限各項指標都達到規范要求，可以運用于多目標區域地球化學樣品中錫元素的分析測試。因為有時所用酸中錫的空白會偏高，影響樣品的準確測定，本方法需要對試劑進行空白檢驗，檢驗合格后方可使用。

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(責任編輯:張 烈)

Determination of Tin in Soil by Generation Atomic Fluorescence Spectrometry

TANG Xingmin，JIA Zhengxun，PENG Wang，WU Jun，ZHAO Zhifei，FANG Jindong

(Hubei Institute of Geological Experiment，Wuhan，Hubei430034)

In this paper，the authors study tin in soil samples by hydride generation atomic fluorescence spectrometry，have detailed experiments of tin hydride conditions，determine the tin optimal hydride generation conditions，and choose best instrument conditions.By use of national standard soil analysis method accuracy test，the results are accurate and reliable to meet regulatory requirements，analytical method precision(RSD)is 5.2%，the analytical method detection limits reach 0.11 μg/g.

soil;tin;atomic fluorescence spectrometry

O657.31

B

1671－1211(2012)04－0412－03

2012－04－20;改回日期:2012－05－03

唐興敏 (1982－)，女，工程師，環境科學專業，從事地球化學樣品分析測試和研究工作。E－mail:txm@live.com