电感耦合等离子体发射光谱法同时检测有机肥中的重金属

丁伟 吴凡 王文佳

摘 要：建立了电感耦合等离子体发射光谱法同时测定有机肥中铅、镉、铬、砷四种痕量重金属元素的分析方法。实验结果表明，四种元素在0.05～0.25 mg/kg范围内线性关系良好，相关系数均达到0.9999以上，相对标准偏差在0.20%～5.37%之间，回收率在95.67～100.60%之间，方法准确高效，易于操作，满足实际检测需求。

关键词：电感耦合等离子体发射光谱法;有机肥;Pb、Cd、Cr、As

有机肥因为具有培肥地力、改良土壤、改良作物根际生态环境、改善作物营养品质的作用[1]被广泛地用于农业生产中。

由于有机肥的来源集中在畜禽粪便、动植物残体，不可避免的带来了重金属污染、抗生素残留等问题。目前关于有机肥料重金属的检测方法主要是GB/T23449-2009[2]和GB/T18877-2009[3]两种方法均采用湿法消化，前处理过程操作繁琐，工作强度高，分析时间较长，与现在分析测试技术高效、快速的发展趋势不相匹配。本法采用湿式消解法对有机肥料的样品进行前处理，使用混合标液建立标准曲线，ICP法同时测定肥料中的四种重金属元素，方法操作简单，快速高效准确，可广泛地用于有机肥重金属的分析。

一、实验部分

1.仪器

电感耦合等离子体发射光谱仪（铂金埃尔默，8000ICP），自动进样器（ESI，ASX-260），具体工作参数如表1所示。

2.主要试剂

盐酸（36.0%-38.0%、优级纯、天津科密欧化学试剂有限公司）、硝酸（优级纯，65.0%-68.0%，天津科密欧化学试剂有限公司）、铅标准溶液（183046-3，1000mg/kg，国家有色金属及电子材料分析测试中心）、镉标准溶液（153043-2，1000mg/kg，国家有色金属及电子材料分析测试中心）、铬标准溶液（188052-4，1000mg/kg，国家有色金属及电子材料分析测试中心）、砷标准溶液（185012-3，1000mg/kg，国家有色金属及电子材料分析测试中心）、超纯水（18MΩ·cm-1）。

3.实验方法

（1）样品溶液制备

准确称取5±0.2g的试样（精确至0.0001g）于250mL的烧杯中，加入25mL的王水盖上表面皿，静置1～2h，转移到电热板上缓慢加热煮沸30min，打开表面皿赶酸至液体剩余大约5mL，从电热板取下，冷却至室温，用玻璃棒转移到100mL的容量瓶中，加水定容到100mL。

（2）标准溶液

铅、砷、镉、铬的混合标准储备液（5mg/L）：用移液枪分别准确移取1000mg/L的铅、砷、镉、铬母液0.5mL于100mL的容量瓶中，加5mL的硝酸，用水稀释至刻度，摇匀。

用移液枪分别移取混合标准储备液0mL、1mL、2mL、3mL、4mL、5mL于100mL的容量瓶中，加入5mL的硝酸，加水定容至100mL。得到铅、镉、铬、砷浓度梯度均为0.05mg/L、0.10mg/L、0.15mg/L、0.20mg/L、0.25mg/L的混合标准溶液。

二、结果与讨论

1.标准曲线

使用ICP对浓度范围在0.05～0.25 mg/kg的混合标准溶液依次测试，以标准溶液浓度为横坐标，以峰面积为纵坐标，得到如图1所示的标准曲线。

结果表明，铅、镉、铬、砷在0.05～0.25mg/kg范围内线性良好，完全满足检测的需要。

2.精密度与检出限

随机选取含有As、Cd、Pb、Cr四种重金属元素的有机肥料为实验对象，在表1的条件下进行10次平行样品测定。实验结果表明样品中的As含量在2.07～8.10mg/L之間，RSD为0.77～2.26%;Cd含量在0.50～1.010mg/L之间，RSD为2.50～5.37%;Pb含量在5.14～15.100mg/L之间，RSD为0.51～1.35%;Cr含量在12.31～56.150mg/L之间，RSD为0.20～0.78%。

分别对空白样品重复测量10次计算相对标准偏差，以3倍的相对标准偏差计算本方法的检出限，表明四种元素的检出限完全能够满足标准要求。

3.回收率

随机选取一个已知As、Cd、Pb、Cr含量的有机肥样品加入与其含量相当的标准溶液，在相同的测试条件下检验，计算回收率。四种元素的回收率在95.67～100.60%之间，回收率满意。

4.对比实验

选取3个不同厂家的有机肥样品，分别采用ICP-OES法和GB/T23349-2009《肥料中砷、镉、铅、铬生态指标》中使用的方法对样品进行测试，测定结果如下表所示，从数据中可以看出两种方法的重复性均满足GB/T23349-2009中的规定，ICP-OES法同时测定有机肥中的四种重金属元素在测定结果上无明显差异。

三、结论

本文湿法消化对有机肥样品进行前处理，使用ICP-OES方法同时测定有机肥中的砷、镉、铅、铬四种痕量金属元素，该方法劳动强度低，工作效率高，操作便捷，方法学数据表现良好，为化肥中重金属的检测提供了新的思路和方法。

参考文献：

[1]武升、邢素林、马凡凡等.有机肥施用对土壤环境潜在风险研究进展[J].生态科学，2019.38（2）：219-224

[2]GB/T23349-2009肥料中砷、镉、铅、铬、汞生态指标[S]

[3]GB/T18877-2009有机-无机复混肥料[S]

作者简介：

丁伟，男，山东省威海市乳山市人，初级工程师，研究方向：石油化工。