火焰原子吸收分光光度法測定土壤和沉積物中5種金屬元素方法討論

古 佩，李 真，黎 箭，吳雅琴，雷武琴

(1.荊門市環(huán)境保護監(jiān)測站，湖北 荊門 448000；2.鐘祥市環(huán)境保護監(jiān)測站，湖北 鐘祥 431900；3.咸寧市環(huán)境保護監(jiān)測站，湖北 咸寧 437000)

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，重金屬污染問題日益嚴重，而重金屬殘留時間長、不易降解、毒性強，通過水和空氣最終傳遞到土壤和沉積物中，并通過生物鏈轉(zhuǎn)移，直接或間接的威脅和危害人體健康。土壤和沉積物中重金屬污染問題引起了越來越廣泛的關注。近幾十年來，我國陸續(xù)頒布了各種針對土壤和沉積物中重金屬分析的標準規(guī)范。

《土壤和沉積物銅、鋅、鉛、鎳、鉻的測定 火焰原子吸收分光光度法》(HJ 491-2019)，于2019年5月12日頒布，并于2019年9月1日起實施。該標準整合了銅、鋅、鎳、鉻的火焰原子吸收分光光度法測定，增加了鉛的測定。適用范圍增加了沉積物，前處理方法增加了微波消解和石墨電熱消解，取消了原方法中鋅的測定需要加入硝酸鑭，鉻的測定加入鹽酸和氯化銨的步驟，5種元素用同一消解液進行測定。本文采用全自動石墨消解儀進行消解前處理，對《土壤和沉積物銅、鋅、鉛、鎳、鉻的測定 火焰原子吸收分光光度法》(HJ 491-2019)進行了驗證，并提出討論意見。

2 儀器與試劑

2.1 儀器

前處理設備為全自動石墨消解儀(上海儀真儀器公司，DEENA-Ⅱ)，測試儀器為原子吸收光譜儀(日立公司，Z-2000)。

2.2 試劑

銅、鋅、鉛、鎳、鉻元素的標準溶液生產(chǎn)廠家為環(huán)保部標準樣品研究所。硝酸、鹽酸、氫氟酸和高氯酸均為優(yōu)級純，硝酸和鹽酸的生產(chǎn)廠家為默克公司，氫氟酸和高氯酸的生產(chǎn)廠家為國藥。

3 實驗過程與結果

按照《土壤和沉積物銅、鋅、鉛、鎳、鉻的測定 火焰原子吸收分光光度法》(HJ 491-2019)，稱取樣品，進行消解定容并測定。

3.1 空白實驗

用去離子水代替試樣， 按照標準方法消解，制備2個全程序空白溶液，然后進行測定。經(jīng)過測定，全程序空白中銅、鎳、鉻、鉛均未檢出；鋅元素有檢出，結果低于測定下限，符合方法要求。

3.2 方法檢出限和測定下限

按照《環(huán)境監(jiān)測分析方法標準制修訂技術導則》(HJ 168-2010)中的規(guī)定，對于空白試驗中有檢出的鋅元素，重復n次空白試驗來計算方法檢出限；對于空白試驗中未檢出的銅、鎳、鉻、鉛元素，按照估計檢出限2～5倍的含量加標后測定，取7份對0.5g去離子水進行低濃度加標后的試樣(銅、鎳、鉻、鉛加標量分別為5.0 mg/kg、15mg/kg、20mg/kg、40mg/kg)，按方法進行消解定容測試，計算出標準偏差，由公式MDL=t(n-1，0.99)×S計算檢出限，其中n=7，t=3.142，計算結果如表1所示。各元素結果均符合方法要求。

表1 5種金屬元素檢出限、測定下限結果

3.3 精密度和準確度測定

選取有證標準樣品GSS-8、GSS-9，按全程序每個樣品平行測定6次，由于GSS-8、GSS-9鉛的含量在方法測定下限以下，增加鉛元素含量較高的有證標準樣品GSS-1進行鉛的測定，測試結果見表2。除鉛元素外，其他各元素結果均符合方法要求，鉛元素在測定下限以下分析結果誤差較大，測定下限以上分析結果誤差較小。

表2 5種金屬元素精密度和準確度結果

3.4 加標回收率的測定

選取某企業(yè)土壤實際樣品及加標樣品(5元素加標量均為40 mg/kg)，消解定容后，進行6次平行測定，結果見表3，加標回收率均符合要求。

表3 5種金屬元素加標回收率結果

4 結果討論

經(jīng)過實驗證明，5種元素全程序空白(鋅元素有檢出，但低于測定下限)、檢出限、加標回收率均符合方法要求，精密度和準確度(除鉛的低含量樣品以外)基本能達到方法要求。為了保證更高的準確性，鉛元素的分析，建議含量在測定下限以下采用石墨爐原子吸收法分析，在測定下限以上采用火焰原子吸收法分析，或用不同方法進行抽樣比對。鋅元素因受酸的影響較大，為了降低空白檢出濃度，達到方法要求，應選用合適的消解用酸，并做試劑空白檢驗。