全自動消解—火焰原子吸收法測定土壤中的重金屬

賀忠翔

摘要：通過實驗優化，建立了土壤樣品全自動前處理消解程序，并用連續光源火焰原子吸收法同時測定土壤標準樣品中的銅、鉛和鎳，取得了滿意的結果。該消解方法教傳統的方法有省時，加酸都能自動完成，減少人為操作帶來的誤差，精密度好，準確度更高。

關鍵詞：全自動樣品處理系統；連續光源火焰原子吸收法；銅、鉛和鎳

中圖分類號：X833 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2016）05-0049-04

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.05.011

Determination of heavy metals in soil by Automatic dugestion-Flame

atomic absorption

He Zhongxiang

（ Inner Mongolia Environmental Monitoring Centre，Hohhot 010011）

Abstract：A method was established for the determination of some metal elements（Copper、Lead and Nickel） in soil standard by DEENA Automated Sample Preparation System-High Resolution Continuum Source Atomic Absorbsion Spectrometry（（HS—CS—AAS）.The recommended method can complete several elements' analysis quickly and effectively and can be used widely.Through analysis，accurate and reliable results can be got.

Key words：DEENA Automated sample preparation dystem；High Resolution Continuum Source Atomic Absorbsion Spectrometer；Copper、Lead and Nickel

引言

對于土壤樣品的測試，前處理是非常關鍵的，前處理的好壞直接影響最終結果的準確性。常規的土壤前處理方法有：電熱板法，微波消解法等。電熱板法是最傳統的方法，但是對于處理大批量的樣品，需耗費大量的人力物力，從稱樣到加酸到最后定容全程都需有人看管；微波消解法是一種高效的樣品前處理方式，因其是一種密閉樣品前處理體系，固有用酸量少，節約資源，減少污染，正越來越被廣泛地應用于各種樣品的前處理，特別是用于處理土壤樣品，可大大提高前處理的效率[1][2]。但微波消解同樣需轉移到就坩堝中，于電熱板上趕酸，只能比電熱板稍節省時間；而我們建立的土壤樣品DEENA全自動前處理方法，只需把樣品稱量好，然后置于樣品架上，運行程序儀器就會自動完成加酸、加熱、趕酸、冷卻及定容的全過程，而且加熱面積大，大大地節約了時間，節省了人力。三種消解方法對比數據如下表，從表中可知DEENA全自動前處理方法的優點是顯而易見的，特別是用于大批量樣品的處理。

連續光源火焰原子吸收法近年來被廣泛應用于金屬的分析測試[3][4]，與傳統的原子吸收光譜儀相比，該儀器由一高強度氙燈做光源，無需手動換燈，可由軟件程序自動切換到目標元素的測定條件，可以完成多元素同時測定，靈敏度要比傳統的原子吸收光譜儀高2倍；它與傳統原子吸收儀一樣，只需要乙炔氣作為燃氣，與電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES） 電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）相比，可以大大降低運行成本。本文利用DEEN樣品全自動前處理消解土壤標準樣品，用連續光源火焰原子吸收法同時測定土壤標準樣品中的銅、鉛和鎳，取得了較滿意的結果，精密度好，準確度高。

2 實驗部分

2.1 主要儀器和檢測條件

2.1.1 Contr AA300連續光源原子吸收光譜儀（德國耶拿分析儀器股份公司）

2.1.2 DEENA全自動樣品處理系統（美國，Thomas Cain，Corp.Inc）

60位樣品前處理系統，配68 mL聚四氟乙烯坩堝60個。

2.1.3 Satorious十萬分子一天平

2.2 主要試劑

硝酸（優級純）；

氫氟酸（優級純）；

鹽酸（優級純）；

高氯酸（優級純）；

銅、鎳和鉛標準溶液均為500mg/L；用時稀釋到使用液濃度，配制成多元素混標；

土壤標準物質GBW07408（GSS-8）和GSBZ50014-88（ESS-4）；

所用的水均為超純水。

2.3 土壤樣品消解

2.3.1 消解程序的優化

稱取土樣0.1000g（準確到0.1mg）參照電熱板方法的加酸量和消解過程，消解完后測試，測定結果偏低；后做一些改進，因考慮到該消解方法消解管的受熱面積大，又是敞開式加熱，故加大鹽酸和硝酸的用量，但仍保持反王水的1：3的比例，加熱的過程中，增加了兩次振搖，既便于消解，又利于趕酸。優化好的程序如下：

稱取土樣0.1000g（準確到0.1mg）

1.加4.0mL鹽酸

2.加12.0mL硝酸

3.加3.0mL氫氟酸

4.加0.5mL高氯酸

5.用10mL二次水沖洗（每次加酸后都用10 mL二次水沖洗管路）

6.振搖60sec（at50% at100% height）

7.靜置60 min。

8.在150℃加熱60 min.

9.振搖60se （at50% at100% height）

10.在160℃加熱45min

11.在160℃加熱45min

12.加0.3mL硝酸

13.用10mL二次水沖洗加酸管路

14.加5.0mL二次水

15.冷卻60min

16.振搖60sec（at50% at100% height）

17.用二次水定容到25.0ml

18.振搖60sec。

結束程序后為確保充分混勻，應手動搖勻后靜置過夜后待測。

2.3.2 土壤樣品的消解

分別稱取土壤標準樣品GBW07408（GSS-8）和GSBZ50014-88（ESS-4）0.1000g（準確到0.1mg）各7個樣，按優化好的程序進行消解，消解液靜置過夜，取上清液進行測試，同時做全程序空白，計算檢出限。稱取土壤樣品0.1000g（準確到0.1mg），按優化好的程序進行消解，消解液靜置過夜，取上清液進行測試。

2.4 標準曲線的繪制

將500mg/L銅、鉛和鎳標準溶液，取一定量配制成25.0mg/L的中間液，后稀釋成標準系列， 按照2.1.1測定條件測得銅、鉛和鎳的標準曲線，對標準曲線進行線性回歸，所得標準曲線回歸方程及相關系數如表4所示。

2.5 檢出限的測定

樣品前處理時同時做全程序空白測定，計算檢出限。利用上述優化的工作參數，對全程序空白溶液連續測定7次。檢出限（MDL）=t（n-1，0.95）×S的測定參照?布點·采樣·質量保證等技術規定?對全程序空白連續測定7次（t=1.943）， S為空白溶液的標準偏差。當稱樣量為0.1g時，定容體積為25.0mL，銅、鎳和鉛的檢出限分別為0.36、0.54和0.43mg/kg。

2.6 土壤標準樣品的測定結果

注：測定均值（1）為自動消解七個標準樣品所測得的值計算得均值，RSD（%）為七次測定相對標準偏差；測定均值（2）為電熱板消解所測得的值計算得均值。

3 結論

（1）全自動樣品消解儀消解一火焰原子吸收法測定土壤中重金屬含量操作簡便、省時省力、量少、減少污染，是土壤中重金屬測定的理想方法。

（2）自動樣品消解儀消解一原子吸收分光光度法測定土壤標準樣品中銅、鉛和鎳3種重金屬的精密度和準確度都比較高，相對標準偏差在1.9%～4.6%之間。

（3）自動樣品消解儀消解土壤標準樣品與傳統的電熱板消解方法比較，銅、鉛和鎳3種重金屬的測定結果都在保證值范圍內，兩種方法無顯著性差異，而自動消解測得的數據更接近真實值，精密度更好。

參考文獻

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[2]陳素蘭，胡冠九，陳波，王霞.微波消解ICP—AES法測定土壤及底泥等中常量及微量元素[J].干旱環境監測，2006，20（2）：69-72.

[3]汪雨.高分辨連續光源原子吸收光譜儀檢測飲用礦泉水中的金屬離子[J].巖礦試，2007，26（6）：485-489.

[4]劉秀梅，劉長福，高飛，高源，付宇.連續光源原子吸收光譜法測定奶粉中鈣鐵鋅[J].中國乳品工業，2009，37（9）：36-38.