電感耦合等離子體發射光譜法測定銅等元素分析探討

李東玉

（吉林省第四地質調查所，吉林 通化 134001）

近幾年來，對土壤的檢測已經成為生態項目研究的重點，在研究的基礎上。保證能夠獲得更好的生態平衡和經濟收益。在實際應用過程中，由于電感耦合等離子體（ICP）法優越的分析特性，使其廣泛應用于地質礦產分析測試中[1-3]。針對水和土壤中無機元素如銅、鎘、鎳、鈮、鈷等的分析有很大的幫助。其對于環境，半導體以及化學化工項目具有重要的數據研究意義。電感耦合等離子體（ICP）是目前用于原子發射光譜的主要光源。ICP具有環形結構，高溫度，電子密度高，惰性氣氛等特點，用它做激發光源具有檢出限低，線性范圍廣，電離和化學干擾少，準確度和精密度高等分析性能[4]。

1 方法分析

1.1 儀器與試劑

電感耦合等離子體發射光譜儀，氬氣：高純級，純度大于或等于99.99%，分析天平：感量0.1mg，銅鎘鎳鈮的標準試劑（國家標準物質研究中心采購），硝酸（優級純）、鹽酸（優級純）、高氯酸、氫氟酸，所有實驗用水均為二次去離子水。

1.2 測定原理

土壤樣品由載氣（高純氬）帶入霧化系統進行霧化后，以氣溶膠的形式進入等離子體的軸向通道，在高溫和惰性氣氛中被充分蒸發，原子化，電離和激發，發射出所含元素的特征譜線。根據特征譜線的存在與否，鑒別樣品中是否含有某種元素（定性分析），根據特征譜線的強度確定樣品中相應元素的含量（定量分析）。

1.3 樣品處理

由地質人員采集提供的土壤樣品放在陰涼干燥處風干，直到基本成干沙狀，通過大孔徑的篩子將大的雜質篩出，將樣品用球磨機充分研磨，再用200目分樣篩篩出末狀的土壤。

稱取0.1g（精確至0.0001g）試樣（粒徑小于0.075mm，經室溫干燥后裝入磨口小玻璃瓶中備用）至于30mL聚四氟乙烯坩堝中，加幾滴水潤濕。加入0.5mL～1.0mL高氯酸，3mL硝酸，5mL氫氟酸，于電熱板上由低溫開始加熱至200℃，恒溫加熱直到蒸發至白煙冒盡，用坩堝鉗取下聚四氟乙烯坩堝，并趁熱加入3mL（1:1）王水，經王水溶解后冷卻，移至25mL比色管中，用水稀釋至刻度，搖勻，靜置后上機待測。

1.4 儀器工作條件

按照儀器操作說明書規定條件啟動儀器，儀器點火后至少穩定30min，進行工作條件的最佳化調整見表1。各元素分析波長，背景校正及主要干擾元素校正系數見表2。

表1 等離子體質譜儀工作條件

表2 元素分析波長，背景校正及主要干擾元素校正系數

1.5 標準曲線的繪制

1.5.1 標準溶液的配置

銅標準儲備溶液p（Cu）=100?g/mL稱取0.1000g金屬銅（純度99.95%）。置于100mL燒杯中，加入20mL（1+1）HNO3微熱溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

鎘標準儲備溶液p（Cr）=1.00mg/mL稱取2.8289g已經150℃干燥2h的基準重鉻酸鉀，置于250mL燒杯中，加水溶解后，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

鎳標準儲備溶液p（Ni）=100?g/mL稱取0.1000g金屬鎳（純度99.95%），置于100mL燒杯中，加入20mL（1+1）HNO3微熱溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。搖勻。

鈮標準儲備溶液p（Nb）=100?g/mL稱取0.1431g已經800℃灼燒1h的光譜純五氧化二鈮，置于帶釉質光滑的瓷坩堝中，加4gK2S2O7及幾滴硫酸，加瓷坩堝蓋后，放在圍有耐火圈電爐上，蓋上耐火板熔融15min，用坩堝鉗將瓷坩堝取出搖勻熔融體，再加4滴硫酸，加蓋后再放入圍有耐火圈的電爐上熔融15min。取出冷卻，將瓷坩堝放入250mL燒杯中，加200mL40g/L酒石酸溶液，在加熱情況下不斷攪拌溶液直至溶液清亮，冷卻，移入1000mL容量瓶中，用40g/L酒石酸溶液稀釋至刻度，搖勻。

鈷標準儲備溶液p（Co）=100?g/mL稱取0.1000金屬鈷（純度99.9%），置于250mL燒杯中，加入20mL（1+1）HNO3微熱溶解后，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻[5]。

標準系列由各元素的標準儲備溶液混合稀釋配制，以（5%）HNO3為介質，用水稀釋至刻度，搖勻。配成0.00，0.10?g/mL，0.20?g/mL，0.50?g/mL，1.00?g/mL，2.00?g/mL，3.00?g/mL的銅、鉛、鈷、鎳、鈮、鈷標準系列。用電感耦合等離子體發射光譜法測定銅、鉛、鈷、鎳、鈮、鈷，繪制相應的標準曲線。銅、鉛、鈷、鎳、鈮、鈷的標準曲線見表3。

表3 銅；鎘；鎳；鈮；鈷的標準曲線

1.5.2 標準曲線的制作

將上述一起工作條件下測定的銅、鉛、鈷、鎳、鈮、鈷的標準系列溶液，由計算機處理后得出回歸方程y=a+bx和相關系數R見表4。

表4 元素回歸方程和相關系數

2 結果與分析

在分析測定過程中，采用國家標準物質研究中心的 標 準 樣 品GBW07403，GBW07404，GBW07405，GBW07407，GBW07408作跟蹤分析。

樣品分析結果。

樣品分析結果見表5、表6。

表5 標準樣品

表6 土壤樣品

由上述分析結果可知，通過高氯酸-硝酸-氫氟酸酸溶法測量土壤中銅、鉛、鈷、鎳、鈮、鈷元素，采用國家標準物質研究中心的標準樣品作跟蹤分析，全部合格。土壤中的銅、鉛、鈷、鎳、鈮、鈷元素的質量分數不是很大。溶液的含鹽量對電感耦合等離子體發射光譜儀測定信號穩定性有影響[6]。試樣中銅、鉛、鈷、鎳、鈮、鈷的質量分數低于100?g/mL時可以通過內標校正基體效應，鹽量濃度高會對測定信號穩定性有一定影響，應做適當稀釋。