扩散分离-ICP-MS测定土壤样品中的氯

2021-05-31史雨辰庄驷耕徐晓欣

化学与粘合 2021年3期

史雨辰，庄驷耕，徐晓欣

（辽宁省地质矿产研究院有限责任公司，辽宁沈阳110032）

前言

氯是一种广泛存在于土壤中的微量元素[1]，它是植物生长中必需的营养物质之一[2]，过量与不足均会导致植物生长不良[3]。而且，它对很多金属元素的地球化学行为都有影响[1]，因此，在土壤评估与地质调查中，氯（Cl）是必测元素。建立简单、快速、准确的实验方法对大批量土壤样品中氯的测定具有重要意义[4]。

目前，传统测定氯离子的方法有离子色谱法、分光光度法、比浊法、滴定法、X-射线荧光光谱法[5]。这些方法都不同程度地存在操作相对繁琐、检测耗时较长、基体干扰大等不足，iCAPQICP-MS凭借具有动能歧视功能的氦气碰撞模式（KEDMode），具有强大的抗干扰能力和基体耐受性脱颖而出。本试验研究了用扩散分离-ICP-MS测定氯的方法，用碳酸钠吸收扩散逸出的氯，用iCAPQICP-MS测定氯离子的含量，该方法简便、快速，准确度高，精密度好，适合土壤样品中的氯的检测。

1 材料与方法

1.1 主要仪器

iCAPQICP-MS电感耦合等离子体质谱仪，美国赛默飞世尔科技公司；

101型电热鼓风干燥箱，北京市永光明医疗仪器厂；

扩散皿。

1.2 试剂

氯标准储备溶液：ρ（Cl）=1.000mg/mL，是由国家标准物质研究中心提供；

氯标准溶液：由氯储备液逐级稀释而成，ρ（Cl）=20μg/mL；

碳酸钠溶液：称取5.0gNaCO3（优级纯）溶于40mL水中，再加20mL无水乙醇，摇匀，现用现配；

硫酸、硝酸：优级纯；

实验室用水：超纯水；

质谱调谐液ρ（Ba、Be、Ce、Co、In、Li、U）=1.0μg/L（1323770 Tune BICAPQ）：美国赛默飞世尔科技公司提供；

内标溶液ρ（Re）=20μg/L。

1.3 样品处理

在扩散皿顶盖毛玻璃的吸收面上均匀涂抹100μLNaCO3溶液，于105℃烘箱烘干，待用。称取0.2000g样品置于扩散皿中，加入3mL（1+1）硫酸，用顶盖立即盖紧，轻摇使样品与硫酸混匀，置于105℃烘箱内保温3h，取出。将顶盖上的碳酸钠用水洗入25mL比色管中，用水稀释至10mL，摇匀，补加1滴HNO3,待测。

同时平行制备2份空白，待上机测定。

2 结果与讨论

2.1 iCAP Q ICP-MS仪器参数的选择

当仪器真空度小于6.0×10-7mbar后，仪器点火，待仪器稳定30min后用质谱调谐液对仪器条件进行优化。通过仪器预先设置的程序，使ICP-MS的分辨率、灵敏度、双电荷、氧化物、背景、等参数满足分析要求，确定仪器最佳工作参数见表1。

表1 ICP-MS最佳工作参数Table 1 The optimum operating parameters for the ICP-MS

2.2 内标元素及同位素的确定

内标校正法可以有效地降低仪器的基体效应，因为它可以监测和校正仪器信号的短期漂移及长期漂移。本试验选用187Re作为内标元素，采用在线加入，可以满足分析要求。

ICP-MS测定中对于分析元素同位素的选择，一般以同位素的最大丰度值为原则，选择干扰小、灵敏度高的同位素，并且避开同质异序数和氧化物等多原子离子的干扰，本实验所测氯元素的同位素为35。

2.3 氯（Cl）标准曲线的建立

准确移取ρ（Cl）=20μg/mL的氯标准溶液置于25mL比色管中，用水稀释至10mL，摇匀，补加1滴HNO3，配成0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、10.0、20.0、40.0μg/mL氯标准曲线系列。上机测定，得出氯的工作曲线，标准曲线的线性较好，相关系数R2=0.9992。

2.4 方法检出限的确定

按方法选定的最佳试验条件，对空白样品平行测定12次，方法的检出限为12次空白测量结果的3倍标准偏差（3s），计算结果为1.61×10-6，见表2。

表2 试验空白测定结果及方法的检出限Table 2 The blank test results and the detection limit of method

2.5 方法的准确度与精密度

按本文确定的试验方法，分析4个土壤标准物质GBW07450、GBW07423、GBW07389、GBW07390，平行制备6份，在最佳试验条件下,用ICP-MS进行测定,计算样品中氯的平均值，从而确定方法的精密度及准确度。分析结果见表3，4个标准物质测定结果与认定值相符（RE＜5%），且6次测试结果的相对标准偏差（RSD）均小于5%，说明该方法具有较好的精密度与准确度。