全自动石墨消解原子吸收法测定土壤中的Pb

郑兴宝

（辽宁省沈阳生态环境监测中心，辽宁沈阳 110167）

1 引言

土壤样品的前处理分为干法和湿法消解，实验室常用的方法是混合酸湿法消解，有硝酸-盐酸-氢氟酸-高氯酸四酸消解体系、硝酸-氢氟酸-高氯酸三酸消解体系、硝酸-氢氟酸-双氧水微波消解高氯酸赶酸消解体系［1-2］，按所用前处理仪器设备的不同可分为微波消解法［3-6］、高压密封消解罐消解法［7］和国家标准中的电热板消解法［8］等。以上方法测量是实验室常用的土壤前处理方法，在实际工作中存在工作人员劳动强度大、操作技术要求高、试剂消耗量大、不同工作人员分析结果随机误差大等问题。本文采用全自动石墨加热消解仪进行土壤样品的前处理消解，使用石墨炉原子吸收分光光度法进行测定，解决了湿法消解随机误差大、工作效率低等问题，提高了实验的再现性。结果表明，该方法操作简单，一次完成整个土壤前处理，重现性高，不同分析人员按照作业指导均可完成土壤前处理，试剂用量少，适合大批量土壤样品检测。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

2.1.1 仪器

原子吸收光谱仪，ZEEnit700P，德国耶拿；全自动石墨消解仪，ST60，普立泰科；超纯水系统，Elix35/Milli-Q，德国默克密理博；电子天平，CAP224S，德国赛多利斯。

2.1.2 试剂

Pb 标准溶液10 mg/L，23 种混标5183-4688，美国安捷伦；硝酸、氢氟酸为微电子级；高氯酸为优级纯；实验用水为超纯水（电阻率大于18.2 MΩ/cm）。

2.2 样品的制备

根据《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166—2004）的要求［9］，土壤样品经过风干、研磨，过100 目尼龙筛后，按照四分法分装取样备用。

2.3 消解条件

称取0.2 g（精确至0.000 1 g）左右土壤样品于特氟龙消解管内，全自动石墨消解仪自动加入10.0 mL硝酸，震荡10 s，在120 ℃温度下消解60 min，冷却10 min 后，全自动石墨消解仪自动加入8.0 mL 氢氟酸，震荡10 s，在140 ℃温度下消解60 min，冷却10 min 后，全自动石墨消解仪自动加入2.0 mL 高氯酸，振摇10 s，在160 ℃下消解60 min，在180 ℃下自动赶酸30 min，冷却30 min 后自动用水定容至50.0 mL ，转移至50 mL PE 样品瓶中，上机待测。

2.4 样品测定

原子吸收光谱仪测定Pb 的技术参数见表1。

表1 技术参数

升温程序见表2。

表2 升温程序

3 结果与讨论

3.1 方法的线性

将20 μg/L Pb 使用液、基体改进剂（磷酸氢二铵）、稀释液（1%硝酸）和标准溶液空白（1%硝酸）分别置于自动进样器试剂杯中，仪器将按方法编辑的浓度梯度自动稀释成0.00，4.00，8.00，12.00，16.00，20.00 μg/L 标准系列。在设定的仪器技术参数下，进样体积为20 μL，基体改进剂加入量为3 μL，注入石墨管中，用峰面积法测定各标准溶液的吸光度值，一次线性拟合，仪器自动以浓度对吸光度绘制标准曲线y＝a+bx，a＝0.003 25，b＝0.002 78，相关系数r＝0.999 8，见表3。

表3 标准系列溶液的检测结果

根据表3 绘制的标准曲线见图1。

图1 标准曲线

3.2 方法的检出限

方法检出限（MDL）测定时，根据《环境监测 分析方法标准制修订 技术导则》（HJ 168—2010）规定［10］：

MDL＝St（n-1，0.99）

式中，MDL为方法检出限；n 为样品的平行测定次数；t 为自由度为n-1、置信度为99%的t 分布（单侧）；S 为n 次平行测定的标准偏差连续分析7 个样品，即当n＝7 时，在99%的置信区间，t（n-1，0.99）＝3.143。方法检出限见表4。

表4 方法检出限

3.3 方法的准确度和精密度

分别称取0.2 g（精确至0.000 1 g）左右标准土壤样品各6 份，用全自动石墨消解仪法对标准土壤样品进行前处理消解，用石墨炉原子吸收法进行上机测定，所得标准土壤样品的准确度相对偏差为0.2%～0.8%, 精密度相对标准偏差为2.3%～4.1%，见表5。

表5 标准土壤样品的准确度和精密度

3.4 方法的加标回收率

准确称取0.2 g（精确至0.000 1 g）制备好的棕壤土、草甸土和稻田土样品，分成平行的2 组，其中1 组加入一定质量的标液，用全自动石墨消解仪对2组样品进行前处理消解，完成后用石墨炉原子吸收法对土壤样品中的Pb 元素含量进行分析，计算得到样品加标回收率为92.8%～98.4%，见表6。

表6 实际土壤样品的加标回收率

4 结论

本文建立了利用全自动石墨消解仪、石墨炉原子吸收光谱仪测定土壤中Pb 的方法，标准土壤样品和实际土壤样品测定的结果表明，方法的准确度和精密度完全能够满足土壤中Pb 的监测。该方法具有准确、快速、简单、安全等特点，全自动石墨消解仪可实现自动加酸、自动加热控温、自动定容等一系列土壤样品前处理过程，规避了酸气危害，缩短了样品分析周期，节省了人力物力财力，避免了人工操作不当对实验结果造成的随机误差。每个消解管的消解进度一致，保证了实验结果的精密度。本研究所建立的方法安全、快速、简单、灵敏度高、重现性好，是同时大批量分析土壤中Pb 含量的可靠高效方法。