溫控濕法消解—火焰原子吸收光譜測定沼液中礦質元素

摘要：以畜牧養殖糞污經厭氧發酵的剩余沼液為樣品，采用溫控HNO3-H2O2濕法消解-火焰原子吸收光譜分析方法同時測定了沼液中的K、Mg、Na、Fe、Ca、Mn、Cu、Zn等8種礦質元素含量。結果表明，各礦質元素定量標準曲線的相關系數r>0.999 3，檢出限為0.90～67.0 ng/L，相對標準偏差為0.79%～2.51%，加標回收率為95%～103%。沼液中8種礦質元素的含量由高到低依次為K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu。

關鍵詞：火焰原子吸收光譜；沼液；濕法消解；礦質營養元素

中圖分類號：S182 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）12-2914-03

Determination of Mineral Nutrition Elements in Fermented Liquid by Temperature-Controlled Wet Digestion and Flame Atomic Absorption Spectrometry

JIANG Zhong-yuan1，HU Ming-hua1，AO Ke-hou1，WEI Jing-xu1，LUO Yan-wen2

（1.School of Chemistry and Chemical Engineering，Zunyi Normal College， Zunyi 563002，Guizhou，China；

2. Court of Zunyi Product Quality Inspection Detection， Zunyi 563002，Guizhou，China）

Abstract： Temperature-controlled HNO3-H2O2 wet digestion and flame atomic absorption spectrometry were employed for determination of mineral elements in the fermented liquid residue of livestock dung. The mineral elements， including K， Mg， Na， Fe， Ca， Mn， Cu and Zn in fermented liquid were analyzed. The results showed that the correlation coefficient（r） of each mineral element’s quantitative standard curve was above 0.999 3， the quantitation limit was 0.90～67.0 ng/L， the relative standard deviation was 0.79%～2.51%， and the standard addition recovery rate was 95%～103%. It was found that the average content of the 8 mineral elements in fermented liquid was in a descending order of K， Na， Ca， Mg， Fe， Mn， Zn and Cu.

Key words： flame atomic absorption spectrometry； fermented liquid； wet digestion； mineral element

隨著低碳經濟的發展，沼氣技術的應用與推廣日益廣泛，沼氣發酵殘留物的開發應用問題也倍受人們關注。而沼液作為人畜糞便等有機物在厭氧條件下充分發酵后的液體殘余物[1]，不僅含有N、P、K等營養元素，而且含有豐富的腐殖酸、有機質、氨基酸、生長激素及有益菌群等營養物質，其營養全面，養分利用率高，是一種多元的速效復合肥[2]。沼液在作物種植中不僅能顯著地改良土壤，確保農作物生長所需的良好微生物環境，還有利于增強作物抗凍、抗旱能力，減少病蟲害，提高作物產量[3]。原料中含有的礦物元素在發酵過程中，參與了微生物代謝過程，但最后又殘留于沼殘液中。因此，開展針對沼液中礦質元素及其含量范圍的分析研究，將有助于促進畜牧養殖糞污發酵殘留物在肥料、飼料、浸種、植物生長激素和生物農藥等方面的應用，并為相關應用提供科學參考。

必需礦質元素K、Na、Fe、Mn、Cu、Zn、Ca及Mg對動植物正常生長和生產不可或缺，在動植物體內具有重要的營養生理功能。目前，已建立了上述元素在環境、食品、醫藥、生物、地質等樣品中的檢測方法[4-11]，但是溫控濕法消解-火焰原子吸收光譜測定法應用于沼液的礦質元素及其含量檢測方面的報道較少。本試驗通過溫控濕法消解-火焰原子吸收光譜，建立了沼液中多種礦質元素的分析方法，以期為腐熟水溶性速效肥中的礦質元素檢測提供有益探索，也為肥料中礦質元素含量檢測提供一種快速、便捷、靈敏的方法。

1 材料與方法

1.1 試劑

H2O2、HNO3、HCl均為優級純試劑，購于國藥試劑有限公司，試驗用水為去離子水。

標準儲備液： 1 000 μg/mL Mn、Cu、Zn、Ca、Mg、K、Na、Fe標準溶液（中國計量科學研究院）。

1.2 儀器

TAS-990型原子吸收分光光度計（北京普析通用儀器有限公司）；電子天平（上海越平科學儀器有限公司生產）；AKDL-II-16超純水儀（成都康寧實驗專用純水設備廠）。所有器皿均用4 mol/L HCl浸泡24～48 h，然后用去離子水沖洗3～4次，待用。

1.3 方法

1.3.1 標準溶液的制備 取適量K、Na、Fe、Mn、Cu、Zn、Ca、Mg標準溶液，逐級稀釋成標準系列工作溶液（表1），在儀器工作條件下測定各標準溶液的吸光度及樣品溶液的吸光度。

1.3.2 樣品采集及處理 將采集的不同地區沼液樣品渦旋混勻，準確量取10 mL沼液樣品于50 mL燒杯，用少許5%（m/V，下同）HNO3潤洗移液管內壁并移入燒杯中，加入10 mL 30%（V/V）H2O2和20 mL濃HNO3，蓋上表面皿，于控溫電熱板上逐漸升溫至120 ℃。消解至消解液澄清、透明且無懸浮物，剩余溶液體積≤10 mL，取下冷卻至室溫，用5% HNO3定容于15 mL比色管中，過水系濾膜（？準=0.45 μm）后，按表2條件測定[12]。

2 結果與討論

2.1 標準曲線

對1.3.1中標準系列工作溶液進行測定，由儀器自動繪制標準曲線和確定線性相關系數，確定檢出限，結果見表3。

2.2 樣品測定

對來自于4個地區畜牧養殖糞污經厭氧發酵的剩余沼液中的礦質元素含量進行了測定，結果見表4。

2.3 回收率和準確度分析

為考察方法的可靠性，采用標準品加入法測定各元素的平均回收率來確定方法的準確性。設定0.5、1.0、2.0 mg/kg 3個添加水平，按照優化條件檢測，K、Na、Fe、Mn、Cu、Zn、Ca、Mg回收率都在96%～101%，相對標準偏差在1.56%～3.01%。結果表明，采用溫控HNO3-H2O2濕法消解-火焰原子吸收光譜分析方法測定上述8種礦質元素穩定性好，結果可靠準確，能夠滿足檢測要求。

2.4 精密度分析

按照1.3.2處理，對某地區沼液樣品平行測定6次，計算測定方法的相對標準偏差。結果表明，相對標準偏差均小于3%，誤差在痕量分析允許范圍內，表明方法精密度良好。

3 結論

建立了沼液中礦質元素的溫控HNO3-H2O2濕法消解-火焰原子吸收光譜檢測8種礦質元素的分析方法。試驗中采用強氧化性物質的氧化作用破壞樣品中的有機物質，使待測元素溶解于溶液中，使混合酸與樣品中有機物大分子作用完全，消化省時、徹底、不容易造成損失。由結果可知，在沼液中的礦質元素中K、Na、Ca含量較高，而Cu含量最低。該方法操作簡便，分析速度快，精密度和準確度都符合要求，可為腐熟水溶性速效肥中礦質元素的檢測提供有效的分析方法。

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