原子吸收分光光度法與X射線熒光光譜法測定土壤中總鉻的方法比對

蔡熹+陳素蘭

【摘 要】 原子吸收分光光度法和X射線熒光光譜法測定土壤中總鉻均具有準確度高，精密度好的特點，兩種方法的檢測結果無顯著性差異。

【關鍵詞】 X射線熒光光譜法 原子吸收法 方法比對 總鉻 土壤

鉻（Chromium），化學符號是Cr，原子序數為24。這是一種具有銀白色光澤的金屬，無臭，無味，無毒，化學性質很穩定，有延展性，自然界沒有游離狀態的鉻，主要的礦物是鉻鐵礦。在人體中，鉻是一種必需的微量元素，在肌體的糖代謝和脂代謝中發揮特殊作用。鉻在環境中，在不同條件下價態也有不同，其化學行為和毒性大小亦不同。如水體中三價鉻可吸附在固體物質上而存在于沉積物（底泥）中；六價鉻則多溶于水中，比較穩定，但在厭氧條件下可還原為三價鉻。三價鉻的鹽類可在中性或弱堿性的水中水解，生成不溶于水的氫氧化鉻而沉入水底。由于環境中的三價鉻和六價鉻可以互相轉化，所以近來愈來愈傾向于根據鉻的總含量，而不是根據六價鉻的含量來制定相關標準。

鉻主要用于金屬加工、電鍍、制革等行業。由于鉻的污染源很多，而且毒性較強。所以是一項重要的污染控制指標。《土壤環境質量標準》中，鉻是規定監測項目之一。

當前國家對重金屬污染防治日益重視，更是將重金屬污染防治寫入了十二五規劃中，為了保障人民群眾生活環境健康，如何快速準確有效的分析土壤中鉻的含量，已經成為土壤無機元素分析法研究中非常重要的一個方面。

目前，土壤中鉻的測定主要為火焰原子吸收分光光度法（簡稱FAAS），樣品消解過程復雜繁瑣，需要使用大量的酸，同時會產生酸霧，易對環境造成二次污染，對實驗人員有一定的傷害，且耗時長，分析效率較低。而使用X射線熒光譜儀（簡稱XRF）分析，樣品無需前處理，只需壓制成一定規格的薄片即可進行測定，且測定時間短。

1 方法原理

（1）火焰原子吸收分光光度法。采用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸全分解的方法，破壞土壤的礦物晶格，使試樣中的待測元素全部進入試液，在消解過程中，所有鉻都被氧化成Cr2O72-。然后，將消解液噴入富燃性空氣-乙炔火焰中。在火焰的高溫下，形成鉻基態原子，并對鉻空心陰極燈發射的特征譜線357.9nm產生選擇性吸收。在選擇的最佳測定條件下，測定鉻的吸光度。（2）X射線熒光光譜法。將土壤試樣用襯墊壓片法或鋁環（塑料環）壓片法制樣，用X射線或其他激發源照射待分析樣品，樣品中的元素之內層電子被擊出后，造成核外電子的躍遷，在被激發的電子返回基態的時候，會放射出特征X射線；不同的元素會放射出各自的特征X射線，具有不同的能量或波長特性，其強度的大小與樣品中元素濃度有關，與標準樣品進行比對時，即可定量測定樣品中各元素的含量。

2 實驗

2.1 儀器比對

（1）X射線熒光光譜法：S4 Pioneer X射線熒光光譜儀（布魯克-AXS）

實驗條件：分析線Ka；準直器0.46dg；晶體LiF200；探測器SC；濾光片無；電壓60kV；電流50mA；2θ峰位69.368；2θ背景70.472；PHA 60～140%；測量時間峰位30s；測量時間背景20s。

（2）火焰原子吸收分光光度法：55B型火焰原子吸收分光光度計（瓦里安公司）

實驗條件：波長357.9nm；狹縫0.2nm；燈電流7.0mA；燃氣流量3.0L/min；助燃氣流量10.0L/min。

2.2 樣品比對

南京某地采集的土壤樣品（陰處風干，過200目篩[2]），國家GSS系列土壤標準樣品，標準值為（59±2）mg/kg和（67±3）mg/kg。

3 分析

用火焰原子吸收分光光度法和X射線熒光光譜法測定實際土壤樣品和標準樣品的分析結果，分別見表1和表2。

4 數據分析

（1）從表2的統計結果來看，兩種方法檢測結果的平均值與標準值之間誤差較小；經t檢驗法檢驗，在給定顯著性水平為0.05時，兩種方法檢測結果的平均值與標準值均無顯著性差異，測量中不存在系統誤差。（2）經t檢驗法檢驗，給定顯著性水平為0.05時，兩種方法檢測結果的平均值之間無顯著性差異。

5 結語

通過上述實驗，我們可以得出以下結論：火焰原子吸收分光光度法和X射線熒光光譜法測定土壤中鉻，均具有精密度好，準確度高的優點，兩者之間無顯著性差異。

射線熒光光譜法與火焰原子吸收分光光度法相比，其在樣品前處理方面和分析效率方面更具優勢，此外X熒光可以同時分析多種元素，省時省力，建議在有條件的情況下使用X射線熒光光譜法分析土壤中鉻。

參考文獻：

[1]土壤 總鉻的測定 火焰原子吸收分光光度法（HJ 491—2009）.

[2]陳素蘭，胡冠九.全國土壤污染狀況調查樣品元素分析測試技術探討[J].中國環境監測，2007，23（5）：6-9.endprint

【摘 要】 原子吸收分光光度法和X射線熒光光譜法測定土壤中總鉻均具有準確度高，精密度好的特點，兩種方法的檢測結果無顯著性差異。

【關鍵詞】 X射線熒光光譜法 原子吸收法 方法比對 總鉻 土壤

鉻（Chromium），化學符號是Cr，原子序數為24。這是一種具有銀白色光澤的金屬，無臭，無味，無毒，化學性質很穩定，有延展性，自然界沒有游離狀態的鉻，主要的礦物是鉻鐵礦。在人體中，鉻是一種必需的微量元素，在肌體的糖代謝和脂代謝中發揮特殊作用。鉻在環境中，在不同條件下價態也有不同，其化學行為和毒性大小亦不同。如水體中三價鉻可吸附在固體物質上而存在于沉積物（底泥）中；六價鉻則多溶于水中，比較穩定，但在厭氧條件下可還原為三價鉻。三價鉻的鹽類可在中性或弱堿性的水中水解，生成不溶于水的氫氧化鉻而沉入水底。由于環境中的三價鉻和六價鉻可以互相轉化，所以近來愈來愈傾向于根據鉻的總含量，而不是根據六價鉻的含量來制定相關標準。

鉻主要用于金屬加工、電鍍、制革等行業。由于鉻的污染源很多，而且毒性較強。所以是一項重要的污染控制指標。《土壤環境質量標準》中，鉻是規定監測項目之一。

當前國家對重金屬污染防治日益重視，更是將重金屬污染防治寫入了十二五規劃中，為了保障人民群眾生活環境健康，如何快速準確有效的分析土壤中鉻的含量，已經成為土壤無機元素分析法研究中非常重要的一個方面。

目前，土壤中鉻的測定主要為火焰原子吸收分光光度法（簡稱FAAS），樣品消解過程復雜繁瑣，需要使用大量的酸，同時會產生酸霧，易對環境造成二次污染，對實驗人員有一定的傷害，且耗時長，分析效率較低。而使用X射線熒光譜儀（簡稱XRF）分析，樣品無需前處理，只需壓制成一定規格的薄片即可進行測定，且測定時間短。

1 方法原理

（1）火焰原子吸收分光光度法。采用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸全分解的方法，破壞土壤的礦物晶格，使試樣中的待測元素全部進入試液，在消解過程中，所有鉻都被氧化成Cr2O72-。然后，將消解液噴入富燃性空氣-乙炔火焰中。在火焰的高溫下，形成鉻基態原子，并對鉻空心陰極燈發射的特征譜線357.9nm產生選擇性吸收。在選擇的最佳測定條件下，測定鉻的吸光度。（2）X射線熒光光譜法。將土壤試樣用襯墊壓片法或鋁環（塑料環）壓片法制樣，用X射線或其他激發源照射待分析樣品，樣品中的元素之內層電子被擊出后，造成核外電子的躍遷，在被激發的電子返回基態的時候，會放射出特征X射線；不同的元素會放射出各自的特征X射線，具有不同的能量或波長特性，其強度的大小與樣品中元素濃度有關，與標準樣品進行比對時，即可定量測定樣品中各元素的含量。

2 實驗

2.1 儀器比對

（1）X射線熒光光譜法：S4 Pioneer X射線熒光光譜儀（布魯克-AXS）

實驗條件：分析線Ka；準直器0.46dg；晶體LiF200；探測器SC；濾光片無；電壓60kV；電流50mA；2θ峰位69.368；2θ背景70.472；PHA 60～140%；測量時間峰位30s；測量時間背景20s。

（2）火焰原子吸收分光光度法：55B型火焰原子吸收分光光度計（瓦里安公司）

實驗條件：波長357.9nm；狹縫0.2nm；燈電流7.0mA；燃氣流量3.0L/min；助燃氣流量10.0L/min。

2.2 樣品比對

南京某地采集的土壤樣品（陰處風干，過200目篩[2]），國家GSS系列土壤標準樣品，標準值為（59±2）mg/kg和（67±3）mg/kg。

3 分析

用火焰原子吸收分光光度法和X射線熒光光譜法測定實際土壤樣品和標準樣品的分析結果，分別見表1和表2。

4 數據分析

（1）從表2的統計結果來看，兩種方法檢測結果的平均值與標準值之間誤差較小；經t檢驗法檢驗，在給定顯著性水平為0.05時，兩種方法檢測結果的平均值與標準值均無顯著性差異，測量中不存在系統誤差。（2）經t檢驗法檢驗，給定顯著性水平為0.05時，兩種方法檢測結果的平均值之間無顯著性差異。

5 結語

通過上述實驗，我們可以得出以下結論：火焰原子吸收分光光度法和X射線熒光光譜法測定土壤中鉻，均具有精密度好，準確度高的優點，兩者之間無顯著性差異。

射線熒光光譜法與火焰原子吸收分光光度法相比，其在樣品前處理方面和分析效率方面更具優勢，此外X熒光可以同時分析多種元素，省時省力，建議在有條件的情況下使用X射線熒光光譜法分析土壤中鉻。

參考文獻：

[1]土壤 總鉻的測定 火焰原子吸收分光光度法（HJ 491—2009）.

[2]陳素蘭，胡冠九.全國土壤污染狀況調查樣品元素分析測試技術探討[J].中國環境監測，2007，23（5）：6-9.endprint

【摘 要】 原子吸收分光光度法和X射線熒光光譜法測定土壤中總鉻均具有準確度高，精密度好的特點，兩種方法的檢測結果無顯著性差異。

【關鍵詞】 X射線熒光光譜法 原子吸收法 方法比對 總鉻 土壤

鉻（Chromium），化學符號是Cr，原子序數為24。這是一種具有銀白色光澤的金屬，無臭，無味，無毒，化學性質很穩定，有延展性，自然界沒有游離狀態的鉻，主要的礦物是鉻鐵礦。在人體中，鉻是一種必需的微量元素，在肌體的糖代謝和脂代謝中發揮特殊作用。鉻在環境中，在不同條件下價態也有不同，其化學行為和毒性大小亦不同。如水體中三價鉻可吸附在固體物質上而存在于沉積物（底泥）中；六價鉻則多溶于水中，比較穩定，但在厭氧條件下可還原為三價鉻。三價鉻的鹽類可在中性或弱堿性的水中水解，生成不溶于水的氫氧化鉻而沉入水底。由于環境中的三價鉻和六價鉻可以互相轉化，所以近來愈來愈傾向于根據鉻的總含量，而不是根據六價鉻的含量來制定相關標準。

鉻主要用于金屬加工、電鍍、制革等行業。由于鉻的污染源很多，而且毒性較強。所以是一項重要的污染控制指標。《土壤環境質量標準》中，鉻是規定監測項目之一。

當前國家對重金屬污染防治日益重視，更是將重金屬污染防治寫入了十二五規劃中，為了保障人民群眾生活環境健康，如何快速準確有效的分析土壤中鉻的含量，已經成為土壤無機元素分析法研究中非常重要的一個方面。

目前，土壤中鉻的測定主要為火焰原子吸收分光光度法（簡稱FAAS），樣品消解過程復雜繁瑣，需要使用大量的酸，同時會產生酸霧，易對環境造成二次污染，對實驗人員有一定的傷害，且耗時長，分析效率較低。而使用X射線熒光譜儀（簡稱XRF）分析，樣品無需前處理，只需壓制成一定規格的薄片即可進行測定，且測定時間短。

1 方法原理

（1）火焰原子吸收分光光度法。采用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸全分解的方法，破壞土壤的礦物晶格，使試樣中的待測元素全部進入試液，在消解過程中，所有鉻都被氧化成Cr2O72-。然后，將消解液噴入富燃性空氣-乙炔火焰中。在火焰的高溫下，形成鉻基態原子，并對鉻空心陰極燈發射的特征譜線357.9nm產生選擇性吸收。在選擇的最佳測定條件下，測定鉻的吸光度。（2）X射線熒光光譜法。將土壤試樣用襯墊壓片法或鋁環（塑料環）壓片法制樣，用X射線或其他激發源照射待分析樣品，樣品中的元素之內層電子被擊出后，造成核外電子的躍遷，在被激發的電子返回基態的時候，會放射出特征X射線；不同的元素會放射出各自的特征X射線，具有不同的能量或波長特性，其強度的大小與樣品中元素濃度有關，與標準樣品進行比對時，即可定量測定樣品中各元素的含量。

2 實驗

2.1 儀器比對

（1）X射線熒光光譜法：S4 Pioneer X射線熒光光譜儀（布魯克-AXS）

實驗條件：分析線Ka；準直器0.46dg；晶體LiF200；探測器SC；濾光片無；電壓60kV；電流50mA；2θ峰位69.368；2θ背景70.472；PHA 60～140%；測量時間峰位30s；測量時間背景20s。

（2）火焰原子吸收分光光度法：55B型火焰原子吸收分光光度計（瓦里安公司）

實驗條件：波長357.9nm；狹縫0.2nm；燈電流7.0mA；燃氣流量3.0L/min；助燃氣流量10.0L/min。

2.2 樣品比對

南京某地采集的土壤樣品（陰處風干，過200目篩[2]），國家GSS系列土壤標準樣品，標準值為（59±2）mg/kg和（67±3）mg/kg。

3 分析

用火焰原子吸收分光光度法和X射線熒光光譜法測定實際土壤樣品和標準樣品的分析結果，分別見表1和表2。

4 數據分析

（1）從表2的統計結果來看，兩種方法檢測結果的平均值與標準值之間誤差較小；經t檢驗法檢驗，在給定顯著性水平為0.05時，兩種方法檢測結果的平均值與標準值均無顯著性差異，測量中不存在系統誤差。（2）經t檢驗法檢驗，給定顯著性水平為0.05時，兩種方法檢測結果的平均值之間無顯著性差異。

5 結語

通過上述實驗，我們可以得出以下結論：火焰原子吸收分光光度法和X射線熒光光譜法測定土壤中鉻，均具有精密度好，準確度高的優點，兩者之間無顯著性差異。

射線熒光光譜法與火焰原子吸收分光光度法相比，其在樣品前處理方面和分析效率方面更具優勢，此外X熒光可以同時分析多種元素，省時省力，建議在有條件的情況下使用X射線熒光光譜法分析土壤中鉻。

參考文獻：

[1]土壤 總鉻的測定 火焰原子吸收分光光度法（HJ 491—2009）.

[2]陳素蘭，胡冠九.全國土壤污染狀況調查樣品元素分析測試技術探討[J].中國環境監測，2007，23（5）：6-9.endprint