全自动消解—火焰原子吸收法测定土壤中的重金属

贺忠翔

摘要：通过实验优化，建立了土壤样品全自动前处理消解程序，并用连续光源火焰原子吸收法同时测定土壤标准样品中的铜、铅和镍，取得了满意的结果。该消解方法教传统的方法有省时，加酸都能自动完成，减少人为操作带来的误差，精密度好，准确度更高。

关键词：全自动样品处理系统；连续光源火焰原子吸收法；铜、铅和镍

中图分类号：X833 文献标识码：A 文章编号：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

对于土壤样品的测试，前处理是非常关键的，前处理的好坏直接影响最终结果的准确性。常规的土壤前处理方法有：电热板法，微波消解法等。电热板法是最传统的方法，但是对于处理大批量的样品，需耗费大量的人力物力，从称样到加酸到最后定容全程都需有人看管；微波消解法是一种高效的样品前处理方式，因其是一种密闭样品前处理体系，固有用酸量少，节约资源，减少污染，正越来越被广泛地应用于各种样品的前处理，特别是用于处理土壤样品，可大大提高前处理的效率[1][2]。但微波消解同样需转移到就坩埚中，于电热板上赶酸，只能比电热板稍节省时间；而我们建立的土壤样品DEENA全自动前处理方法，只需把样品称量好，然后置于样品架上，运行程序仪器就会自动完成加酸、加热、赶酸、冷却及定容的全过程，而且加热面积大，大大地节约了时间，节省了人力。三种消解方法对比数据如下表，从表中可知DEENA全自动前处理方法的优点是显而易见的，特别是用于大批量样品的处理。

连续光源火焰原子吸收法近年来被广泛应用于金属的分析测试[3][4]，与传统的原子吸收光谱仪相比，该仪器由一高强度氙灯做光源，无需手动换灯，可由软件程序自动切换到目标元素的测定条件，可以完成多元素同时测定，灵敏度要比传统的原子吸收光谱仪高2倍；它与传统原子吸收仪一样，只需要乙炔气作为燃气，与电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES） 电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）相比，可以大大降低运行成本。本文利用DEEN样品全自动前处理消解土壤标准样品，用连续光源火焰原子吸收法同时测定土壤标准样品中的铜、铅和镍，取得了较满意的结果，精密度好，准确度高。

2 实验部分

2.1 主要仪器和检测条件

2.1.1 Contr AA300连续光源原子吸收光谱仪（德国耶拿分析仪器股份公司）

2.1.2 DEENA全自动样品处理系统（美国，Thomas Cain，Corp.Inc）

60位样品前处理系统，配68 mL聚四氟乙烯坩埚60个。

2.1.3 Satorious十万分子一天平

2.2 主要试剂

硝酸（优级纯）；

氢氟酸（优级纯）；

盐酸（优级纯）；

高氯酸（优级纯）；

铜、镍和铅标准溶液均为500mg/L；用时稀释到使用液浓度，配制成多元素混标；

土壤标准物质GBW07408（GSS-8）和GSBZ50014-88（ESS-4）；

所用的水均为超纯水。

2.3 土壤样品消解

2.3.1 消解程序的优化

称取土样0.1000g（准确到0.1mg）参照电热板方法的加酸量和消解过程，消解完后测试，测定结果偏低；后做一些改进，因考虑到该消解方法消解管的受热面积大，又是敞开式加热，故加大盐酸和硝酸的用量，但仍保持反王水的1：3的比例，加热的过程中，增加了两次振摇，既便于消解，又利于赶酸。优化好的程序如下：

称取土样0.1000g（准确到0.1mg）

1.加4.0mL盐酸

2.加12.0mL硝酸

3.加3.0mL氢氟酸

4.加0.5mL高氯酸

5.用10mL二次水冲洗（每次加酸后都用10 mL二次水冲洗管路）

6.振摇60sec（at50% at100% height）

7.静置60 min。

8.在150℃加热60 min.

9.振摇60se （at50% at100% height）

10.在160℃加热45min

11.在160℃加热45min

12.加0.3mL硝酸

13.用10mL二次水冲洗加酸管路

14.加5.0mL二次水

15.冷却60min

16.振摇60sec（at50% at100% height）

17.用二次水定容到25.0ml

18.振摇60sec。

结束程序后为确保充分混匀，应手动摇匀后静置过夜后待测。

2.3.2 土壤样品的消解

分别称取土壤标准样品GBW07408（GSS-8）和GSBZ50014-88（ESS-4）0.1000g（准确到0.1mg）各7个样，按优化好的程序进行消解，消解液静置过夜，取上清液进行测试，同时做全程序空白，计算检出限。称取土壤样品0.1000g（准确到0.1mg），按优化好的程序进行消解，消解液静置过夜，取上清液进行测试。

2.4 标准曲线的绘制

将500mg/L铜、铅和镍标准溶液，取一定量配制成25.0mg/L的中间液，后稀释成标准系列， 按照2.1.1测定条件测得铜、铅和镍的标准曲线，对标准曲线进行线性回归，所得标准曲线回归方程及相关系数如表4所示。

2.5 检出限的测定

样品前处理时同时做全程序空白测定，计算检出限。利用上述优化的工作参数，对全程序空白溶液连续测定7次。检出限（MDL）=t（n-1，0.95）×S的测定参照?布点·采样·质量保证等技术规定?对全程序空白连续测定7次（t=1.943）， S为空白溶液的标准偏差。当称样量为0.1g时，定容体积为25.0mL，铜、镍和铅的检出限分别为0.36、0.54和0.43mg/kg。

2.6 土壤标准样品的测定结果

注：测定均值（1）为自动消解七个标准样品所测得的值计算得均值，RSD（%）为七次测定相对标准偏差；测定均值（2）为电热板消解所测得的值计算得均值。

3 结论

（1）全自动样品消解仪消解一火焰原子吸收法测定土壤中重金属含量操作简便、省时省力、量少、减少污染，是土壤中重金属测定的理想方法。

（2）自动样品消解仪消解一原子吸收分光光度法测定土壤标准样品中铜、铅和镍3种重金属的精密度和准确度都比较高，相对标准偏差在1.9%～4.6%之间。

（3）自动样品消解仪消解土壤标准样品与传统的电热板消解方法比较，铜、铅和镍3种重金属的测定结果都在保证值范围内，两种方法无显著性差异，而自动消解测得的数据更接近真实值，精密度更好。

参考文献

[1]徐玉宏，张静，王静媛，邓晓蓓.微波消解-分光光度法测定土壤中的全硼[J].中国环境监测，2009，25（3）：43-45.

[2]陈素兰，胡冠九，陈波，王霞.微波消解ICP—AES法测定土壤及底泥等中常量及微量元素[J].干旱环境监测，2006，20（2）：69-72.

[3]汪雨.高分辨连续光源原子吸收光谱仪检测饮用矿泉水中的金属离子[J].岩矿试，2007，26（6）：485-489.

[4]刘秀梅，刘长福，高飞，高源，付宇.连续光源原子吸收光谱法测定奶粉中钙铁锌[J].中国乳品工业，2009，37（9）：36-38.