微波消解-火焰原子吸收光譜法測定過磷酸鈣中鉛

陳 昕

（陜西省產品質量監督檢驗研究院，陜西 西安 710048）

受生產原料以及加工工藝過程影響，磷肥易含有害重金屬元素鉛。鉛隨著施肥過程進入土壤，部分被農作物吸收，并通過食物鏈進入家畜和人體內，對人和家畜以及環境造成危害［1-4］。

參照肥料中鉛的分析方法測定過磷酸鈣中的鉛時［5-6］，前處理煩瑣，試劑消耗量大，消化終點不容易控制，容易造成檢測結果準確性差。筆者采用微波消解法對過磷酸鈣進行前處理，用火焰原子吸收光譜法測定過磷酸鈣中鉛。此方法耗用試劑少，簡便快速，重復性好，靈敏度高，被測試元素不易損失，適合大批量過磷酸鈣樣品的分析測試。

1 實驗部分

1.1 試劑及標準溶液

試劑：硝酸、鹽酸、過氧化氫均為優級純，國藥集團化學試劑有限公司生產；測定用水，優級純；溶解乙炔，滿足GB 6819—2004技術要求。

鉛標準溶液（1 mg/mL），購買于國家電子有色金屬及電子材料分析中心；鉛標準工作溶液（0.1 mg/mL），移取鉛標準溶液10 mL 于100 mL 容量瓶中，用w（HCl）5%的鹽酸溶液定容。

1.2 儀器及主要工作參數

儀器：240FS型原子吸收分光光度儀，美國安捷倫科技有限公司；鉛空心陰極燈，美國安捷倫科技有限公司；ETHOS UP 型微波消解儀（帶趕酸裝置），意大利Milestone S.r.l.（麥爾斯通）公司；BP221S型萬分之一電子天平，德國賽多利斯集團；UPH-I-20T超純水系統，西安優普儀器設備有限公司；OLF550型空氣壓縮機，上海復宏機電有限公司。

原子吸收分光光度儀主要工作參數：測定波長283.7 nm，燈電流10 mA，助燃氣流量13.50 L/min，乙炔氣流量2.00 L/ min，燃燒頭高度13.5 mm。

1.3 實驗方法

平行稱取待測樣品0.3 g（精確至0.000 1 g），置于聚四氟乙烯消解罐中，加入濃硝酸10 mL、過氧化氫2 mL 輕微搖勻浸潤樣品，放置過夜。將樣品加蓋旋緊后，與空白一同置于微波消解儀中進行消解，微波消解程序按表1進行。消解結束后將聚四氟乙烯消解罐置于趕酸器上于160 ℃敞口趕酸至近干，冷卻后將消解液轉移至100 mL 容量瓶中，用5%的鹽酸溶液稀釋至刻度，得到試樣測定溶液及空白液。

表1 微波消解程序

2 結果與討論

2.1 標準曲線、檢出限與空白

于5 個100 mL 容量瓶中分別加入0.1 mg/mL 的鉛標準工作溶液0、0.5、1.0、2.0、4.0 mL，再用5%的鹽酸溶液定容（鉛質量濃度分別為0、0.5、1.0、2.0、4.0 mg/L），測其吸光度，繪制鉛標準曲線。所得標準曲線線性方程為：y=0.025 90x+0.001 17；相關系數R2=0.999 8；特征質量濃度（吸光度為0.004 4時的試樣質量濃度）為0.124 8 mg/L；檢出限為0.000 6 mg/L。

取2 個樣品空白和2 個全程序空白，分別重復測量6次，所有測量值均低于方法檢出限，滿足分析要求。

2.2 前處理方式選擇

對同一過磷酸鈣樣品分別采用GB/T 23349—2009 中的濕法消解法和微波消解法進行前處理后進行鉛元素分析，結果見表2。

表2 不同前處理方式所得結果

通過表2數據可知，采用微波消解法處理過的樣品測定結果明顯高于濕法消解法處理。樣品經微波消解法前處理后為淡灰色透明液體，消解得非常完全，這有利于樣品的準確測定。濕法消解法為敞開式消解，容易造成分析元素的損失，從而導致分析結果偏低，并且消化終點難以判定，導致樣品測定結果的不穩定。綜上考慮，選擇微波消解法作為樣品的前處理方法。

2.3 精密度及加標回收率

選擇3 個過磷酸鈣試樣，重復測定6 次；然后進行加標回收率實驗，加標后樣品重復測定5次結果見表3。由表3 可知，該法6 次測定相對標準偏差為2.86%～3.15%，精密度高；加入鉛標準溶液后加標回收率在95.8%～106.9%，準確度高能夠滿足實驗分析要求。

表3 精密度回收率實驗結果

2.4 實驗注意事項

采用微波消解法測定，稱樣量要控制在0.5 g以內，以防樣品不能夠完全消解；微波消解管所添加液體總體積應控制在10 ～18 mL，確保過磷酸鈣在消解過程中不會因為酸液不夠而消解不完全，也不會因為液體過多而存在安全隱患。在測試過程中，所有消解樣品應在當天內完成測試，否則應采用硝酸加以穩定，以確保樣品不會因為放置時間過長導致測量結果不準確。

3 結論

實驗采用濃硝酸、過氧化氫2種試劑在微波作用下消解過磷酸鈣樣品，用趕酸器進行趕酸，用火焰原子吸收光度法測定過磷酸鈣中鉛含量。通過精密度、加標回收實驗驗證，本實驗方法具有精密度好、準確性高、消耗試劑少、操作簡便的優點，能滿足實驗室對過磷酸鈣中鉛元素分析測試的要求，具有很好的推廣應用價值。