連續(xù)光源原子吸收光譜法測(cè)定土壤中的有效硫含量

連續(xù)光源原子吸收光譜法測(cè)定土壤中的有效硫含量

李優(yōu)琴1，2，呂 康1，2，陳小龍1，2

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品質(zhì)量安全與檢測(cè)研究所，江蘇南京 210014；2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全控制技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京 210014)

摘要[目的] 為了建立連續(xù)光源原子吸收光譜法測(cè)定土壤中有效硫的方法。[方法] 采用連續(xù)光源原子吸收光譜法，在富燃乙炔-空氣火焰條件下，通過測(cè)定CS雙原子分子吸收，確定土壤提取液中有效硫的含量,研究?jī)?yōu)化試驗(yàn)條件。[結(jié)果] 在CS 258.056 nm時(shí)測(cè)定硫元素的檢出限為3.97 mg/L，定量限為14.8 mg/L，CS分子吸收具有較寬的線性范圍，方法在試驗(yàn)濃度范圍(0～500 mg/L)內(nèi)獲得良好的線性。對(duì)土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中有效硫元素含量的測(cè)定結(jié)果均在其不確定度范圍內(nèi)。[結(jié)論] 連續(xù)光源原子吸收光譜法是一種測(cè)定土壤中有效硫元素含量的簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確的方法。

關(guān)鍵詞連續(xù)光源；有效硫；土壤

中圖分類號(hào)S153.6

基金項(xiàng)目江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項(xiàng)目[CX(14)2096]。

作者簡(jiǎn)介李優(yōu)琴(1963- )，女，浙江黃巖人，副研究員，從事農(nóng)產(chǎn)品及產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量安全檢測(cè)與控制技術(shù)研究。

收稿日期2015-06-05

DeterminationofAvailableSulfurinSoilbyContinuum-sourceAtomicAbsorptionSpectrometry

LIYou-qin1,2,LVKang1,2,CHENXiao-long1,2(1.InstituteofFoodSafetyResearchandInspection，JiangsuAcademyofAgriculturalSciences，Nanjing，Jiangsu210014; 2.KeyLaboratoryofControlTechnologyandStandardforAgro-productSafetyandQuality,MinistryofAgriculture,P.R.China,Nanjing,Jiangsu210014)

Abstract[Objective] The research aimed to establish a method for the determination of available sulfur in soil. [Method] The concentration of available sulfur in soil was determined by continuum-source atomic absorption spectrometry based on the absorption of CS diatomic molecule formed in fuel-rich air and ethyne flame. The instrumental conditions were optimized. [Result] The detection limit of sulfur was 3.97 mg/L, and the limit of quantification was 14.8 mg/L in CS 258.056 nm. CS molecular absorption has a wide linear range. This method had good linearity within the tested concentration scope (0-500 mg/L).The concentration of available sulfur in certified soil reference material was determined, and the results met the required accuracy and precision. [Conclusion] Continuum-source atomic absorption spectrometry was proved to be an easy, rapid and accurate method for available sulfur determination in soil.

KeywordsContinum-source；Availablesulfur；Soil

連續(xù)光源原子吸收光譜法是一種新技術(shù)。它不僅使用原子吸收技術(shù)，而且利用某些雙原子分子如PO、CS和InCl吸收技術(shù)[7-9]。連續(xù)光源原子吸收光譜儀采用高強(qiáng)度短弧氙燈、中階梯光柵和棱鏡組成的雙單色器分光系統(tǒng)以及線陣CCD檢測(cè)器，高壓短弧氙燈能量高，其輻射波長(zhǎng)范圍為189～900nm，不僅覆蓋元素周期表中可用原子吸收測(cè)定元素的譜線，而且可以選擇波長(zhǎng)范圍內(nèi)的任意波長(zhǎng)，雙單色器分光系統(tǒng)能對(duì)譜線進(jìn)行有效分離達(dá)到較高的光譜分辨率，因此使儀器測(cè)定一些分子吸收(Cl、P、S等)成為可能。筆者采用乙炔空氣火焰連續(xù)光源原子吸收光譜儀研究了土壤中有效硫的測(cè)定方法。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1主要儀器。contrAA300連續(xù)光源原子吸收光譜儀(德國(guó)耶拿分析儀器股份公司)；ZWY-240恒溫振蕩器(上海智城分析儀器制造有限公司)。

1.1.2 主要試劑。2.04gCa(H2PO4)2·H2O溶于1 L 2.00 mol/L乙酸溶液中，得到磷酸二氫鈣-乙酸浸提液。1.50 g CaCl2溶于水，稀釋至1 L，得到氯化鈣浸提液。稱取0.412 2 g硫酸銨(G.R.)溶于水，定容至100 ml，得到硫標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(1 000 mg/L)。土壤有效態(tài)成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：GBW07416a；GBW07417a(地球物理地球化學(xué)勘查研究所)。試驗(yàn)用水均為二級(jí)水。

1.2方法

1.2.1樣品前處理。對(duì)于土壤有效態(tài)硫提取，酸性土壤用磷酸二氫鈣浸提液浸提，中性和石灰性土壤用氯化鈣浸提液。土壤風(fēng)干后研磨，過2mm孔徑篩，水土比采用5∶1，置塑料瓶或離心管中，在20～25 ℃下振蕩提取1h，過濾或離心，濾液或上清液待測(cè)。

1.2.2測(cè)定。在儀器條件優(yōu)化調(diào)整后，在乙炔流量為120L/h、燃燒頭高度為8mm、燃燒頭角度為0、CS吸收譜線波長(zhǎng)為258.056nm的條件下依次測(cè)定空白溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣品溶液中硫含量。

2結(jié)果與分析

2.1測(cè)試吸收譜線的選擇連續(xù)光源原子吸收光譜法的基本原理和銳線光源原子吸收光譜法的測(cè)定一樣，都是基于基態(tài)被分析原子對(duì)初級(jí)輻射的吸收，吸光度信號(hào)的測(cè)定等同于被分析樣品中各自元素濃度的測(cè)定。原子吸收譜線是輪廓窄的線狀譜線；分子吸收譜線一般呈帶狀，不適合用原子吸收光譜測(cè)定，但有些元素的分子吸收譜線如在CS分子吸收譜線中，部分吸收譜線輪廓很窄，與原子吸收譜線輪廓相似，可以用其進(jìn)行硫含量的測(cè)定。

在富燃的乙炔-空氣火焰中S可形成CS雙原子分子，在258nm左右產(chǎn)生CS分子吸收譜帶，在CS分子280nm左右的連續(xù)譜帶中存在一些半峰寬較窄的譜線。選擇CS吸收譜線中有代表性的譜線257.593、257.959、258.056nm進(jìn)行試驗(yàn)，最終選擇連續(xù)光源原子吸收光譜儀測(cè)硫的最適宜CS吸收譜線為258.056nm。在高分辨連續(xù)光源原子吸收光譜儀中，使用低噪聲、紫外靈敏的半導(dǎo)體檢測(cè)器(CCD線陣檢測(cè)器)。它不僅能檢測(cè)分析譜線的強(qiáng)度，而且能檢測(cè)臨近的譜線，這樣在分析譜線周圍至多1nm的光譜區(qū)域內(nèi)可同時(shí)檢測(cè)且達(dá)到高分辨率。在CS吸收譜線周邊有釫W258.049nm和銪Eu258.062nm譜線，在不產(chǎn)生干擾的情況下，盡可能選擇大的像素以提高靈敏度。試驗(yàn)最終選擇7像數(shù)。

2.2儀器條件的優(yōu)化

2.2.1火焰條件。乙炔-空氣比例是產(chǎn)生CS光譜的關(guān)鍵條件。CS的分子吸收僅產(chǎn)生于富燃的乙炔-空氣火焰中，固定燃燒頭高度7mm，調(diào)節(jié)乙炔流量90、100、110、115、120L/h，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，獲得最適乙炔∶空氣比例為120∶470。

2.2.2燃燒頭高度。在優(yōu)化了的富燃火焰中，調(diào)節(jié)燃燒頭的高度，分別為6、7、8、9、10mm，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。在燃燒頭高度為8mm時(shí)，吸光度最高。試驗(yàn)最終選擇乙炔流量120L/h，燃燒頭高度8mm，CS吸收譜線波長(zhǎng)258.056nm。

2.3線性范圍和檢出限配制S標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，濃度分別為0、10、20、50、80、100、150、200、500mg/L，獲得較好的線性，表明CS分子吸收具有較寬的線性范圍，回歸方程為y=-0.000 218+0.000 047 3x(r=0.999 7)。用空白進(jìn)行11次重復(fù)測(cè)定，獲得S元素的檢出限為3.97mg/L，定量限為14.8mg/L。

2.4準(zhǔn)確度和精密度 采用試驗(yàn)方法測(cè)定土壤有效態(tài)成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07416a；GBW07417a中有效硫含量。由表1可知，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定值均在定值范圍內(nèi)，多次測(cè)定的RSD均小于1.5%，測(cè)試穩(wěn)定性好。

表1　標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有效硫含量測(cè)定結(jié)果

3結(jié)論

在土壤中的有效硫經(jīng)提取劑提取后，利用連續(xù)光源原子吸收光譜儀在富燃乙炔/空氣火焰中形成的CS雙原子分子的某些吸收譜線，測(cè)定硫的含量，獲得一種相對(duì)簡(jiǎn)單、方便的土壤有效硫含量測(cè)定方法。

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