土壤和沉淀物铜、锌、铅、镍、铬的测定火焰原子吸收光谱仪法
发布时间:2024-07-11点击：次
1 试剂和材料
除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的优级纯试剂，实验用水为新制备的去离子水。
1.1 盐酸：ρ（HCI）=1.19g/ml。
1.2 硝酸：ρ（HNO3）=1.42g/ml。
1.3 氢氟酸：ρ（HF）=1.49g/ml。
1.4 高氯酸：ρ（HCIO4）=1.68g/ml。
1.5 金属铜：光谱纯。
1.6 金属锌：光谱纯。
1.7 金属铅：光谱纯。
1.8 金属镍：光谱纯。
1.9 金属铬：光谱纯。
1.10 盐酸溶液：1+1。
1.11 硝酸溶液：1+1。
1.12 硝酸溶液：1+99。
1.13 铜标准贮备液 ：ρ（Cu）=1000mg/L。
称取1g（精确到0.1mg）金属铜（5.5），用30ml硝酸溶液（5.11）
加热溶解，冷却后用水定容至1L。贮存于聚乙烯瓶中，4℃以下冷藏保存，有效期两年。也可直接购买市售有证标准溶液。
1.14 锌标准贮备液 ：ρ（Zn）=1000mg/L。
称取1g（精确到0.1mg）金属锌（5.6），用40ml盐酸（5.1）
加热溶解，冷却后用水定容至1L。贮存于聚乙烯瓶中，4℃以下冷藏保存，有效期两年。也可直接购买市售有证标准溶液。
1.15 铅标准贮备液 ：ρ（Pb）=1000mg/L。
称取1g（精确到0.1mg）金属铅（5.7），用30ml硝酸溶液（5.11）
加热溶解，冷却后用水定容至1L。贮存于聚乙烯瓶中，4℃以下冷藏保存，有效期两年。也可直接购买市售有证标准溶液。
1.16 镍标准贮备液 ：ρ（Ni）=1000mg/L。
称取1g（精确到0.1mg）金属镍（5.8），用30ml硝酸溶液（5.11）
加热溶解，冷却后用水定容至1L。贮存于聚乙烯瓶中，4℃以下冷藏保存，有效期两年。也可直接购买市售有证标准溶液。
1.17 铬标准贮备液 ：ρ（Cr）=1000mg/L。
称取1g（精确到0.1mg）金属铬（5.9），用30ml盐酸溶液（5.10）
加热溶解，冷却后用水定容至1L。贮存于聚乙烯瓶中，4℃以下冷藏保存，有效期两年。也可直接购买市售有证标准溶液。
1.18 铜标准使用液 ：ρ（Cu）=100mg/L。
准确移取铜标准贮备液（5.13）10.00ml于100ml容量瓶中，用
硝酸（5.12）定容至标线，摇匀。贮存于聚乙烯瓶中，4℃以下冷藏保存，有效期一年。
1.19 锌标准使用液 ：ρ（Zn）=100mg/L。
准确移取铜标准贮备液（5.14）10.00ml于100ml容量瓶中，用
硝酸（5.12）定容至标线，摇匀。贮存于聚乙烯瓶中，4℃以下冷藏保存，有效期一年。
1.20 铅标准使用液 ：ρ（Pb）=100mg/L。
准确移取铜标准贮备液（5.15）10.00ml于100ml容量瓶中，用
硝酸（5.12）定容至标线，摇匀。贮存于聚乙烯瓶中，4℃以下冷藏保存，有效期一年。
1.21 镍标准使用液 ：ρ（Ni）=100mg/L。
准确移取铜标准贮备液（5.16）10.00ml于100ml容量瓶中，用
硝酸（5.12）定容至标线，摇匀。贮存于聚乙烯瓶中，4℃以下冷藏保存，有效期一年。
1.22 铬标准使用液 ：ρ（Cr）=100mg/L。
准确移取铜标准贮备液（5.17）10.00ml于100ml容量瓶中，用
硝酸（5.12）定容至标线，摇匀。贮存于聚乙烯瓶中，4℃以下冷藏保存，有效期一年。
1.23 燃气：乙炔，纯度≥99.5%。
1.24 助燃气：空气，进入燃烧器前应除去其中的水、油和其他杂质。
2 仪器和设备
2.1 AA-1800C火焰原子吸收分光光度计（生产厂家：上海美析仪器有限公司）。
2.2 光源：铜、锌、铅、镍和铬元素锐线光源或连续光源。
2.3 电热消解装置：温控电热板或石墨电热消解仪，温控精度±5℃。
2.4 微波消解装置：功率600W～1500W，配备微波消解罐。
2.5 聚四氟乙烯坩埚或聚四氟乙烯消解管：50ml。
2.6 分析天平：感量为0.1mg。
3 样品处理
3.1 样品的制备
除去样品中的异物（枝棒、叶片、石子等），按照HJ/T166和GB17378.3的要求，将采集的样品在实验室中风干、破碎、过筛，保存备用。
3.2 试样的制备
3.2.1 电热消解法
3.2.1.1 电热板消解法
称取0.2g～0.3g（精确至0.1mg）样品于50ml聚四氟乙烯坩埚（2.5）中，用水湿润后加入10ml盐酸（1.1），于通风橱内电热板上90℃～100℃加热，使样品初步分解，待消解液蒸发至剩余约3ml时，加入9ml硝酸（1.2），加盖加热至无明显颗粒，加入5ml～8ml氢氟酸（1.3），加盖，于120℃加热除硅30min，稍冷，加入1ml高氯酸（1.4），于150℃～170℃加热至冒白烟，加热时应经常摇动坩埚。若坩埚壁上有黑色碳化物，加入1ml高氯酸（1.4）加盖继续加热至黑色碳化物消失，再开盖，加热赶酸至内容物呈不流动的液珠状（趁热观察）。加入3ml硝酸溶液（1.12），温热溶解可溶性残渣，全量转移至25ml容量瓶中，用硝酸溶液（1.12）定容至刻度线，摇匀，保存于聚乙烯瓶中，静置，取上清液待测。
3.2.1.2 石墨电热消解法
称取0.2g～0.3g（精确至0.1mg）样品于50ml聚四氟乙烯坩埚（2.5）中，用水湿润后加入5ml盐酸（1.1），于通风橱内石墨电热消解仪上100℃加热45min。加入9ml硝酸（1.2）加热30min，加入5ml氢氟酸（1.3）加热30min，稍冷，加入1ml高氯酸（1.4），加盖120℃加热3h；开盖，150℃加热至冒白烟，加热时需摇动消解管。若消解管内壁有黑色碳化物，加入0.5ml高氯酸（1.4）加盖继续加热至黑色碳化物消失，再开盖，160℃加热赶酸至内容物呈不流动的液珠状（趁热观察）。加入3ml硝酸溶液（1.12），温热溶解可溶性残渣，全量转移至25ml容量瓶中，用硝酸溶液（1.12）定容至刻度线，摇匀，保存于聚乙烯瓶中，静置，取上清液待测。
3.2.1.3 微波消解法
称取0.2g～0.3g（精确至0.1mg）样品于消解罐中，用水湿润后加入3ml盐酸（1.1）、6ml硝酸（1.2）、2ml氢氟酸（1.3），按照HJ832
消解方法—消解样品。试样定容后，保存于聚乙烯瓶中，静置，取上清液待测。
3.3 空白溶液的制备
不称取样品，按照与试样制备（3.2）相同的步骤进行空白溶液的制备。
4 分析步骤
4.1 仪器测量条件
根据仪器操作说明书调节仪器至最佳工作状态。参考测量条件见表1。
表1 仪器参考测量条件
|
元素 |
铜 |
锌 |
铅 |
镍 |
铬 |
|
光源 |
铜空心阴极灯 |
锌空心阴极灯 |
铅空心阴极灯 |
镍空心阴极灯 |
铬空心阴极灯 |
|
灯电流（mA） |
5.0 |
5.0 |
8.0 |
4.0 |
9.0 |
|
测定波长（nm） |
324.7 |
213.0 |
283.3 |
323.0 |
357.9 |
|
通带宽度（nm） |
0.5 |
1.0 |
0.5 |
0.2 |
0.2 |
|
火焰类型 |
中性 |
中性 |
中性 |
中性 |
还原性 |
4.2 标准曲线的建立
取100ml容量瓶，按表2用硝酸溶液（1.12）分别稀释各元素标准使用液（1.18～1.22），配制成标准系列。
按照仪器测量调件（4.1），用标准曲线零浓度点调节仪器零点，由低浓度到高浓度依次测定标准系列的吸光度，以各元素标准系列质量浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，建立标准曲线。
表2 各元素标准系列 单位：mg/L
|
元素 |
标准系列 |
|||||
|
铜 |
0.00 |
0.10 |
0.50 |
1.00 |
3.00 |
5.00 |
|
锌 |
0.00 |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
0.50 |
0.80 |
|
铅 |
0.00 |
0.50 |
1.00 |
5.00 |
8.00 |
10.0 |
|
镍 |
0.00 |
0.10 |
0.50 |
1.00 |
3.00 |
5.00 |
|
铬 |
0.00 |
0.10 |
0.50 |
1.00 |
3.00 |
5.00 |
4.3 试样测定
按照与标准曲线的建立（4.2）相同的仪器条件进行试样（3.4）的测定。
4.4 空白实验
按照与试样测定（4.3）相同的仪器条件进行空白试样（3.4）的测定。
5 结果计算与表示
5.1 土壤中铜、锌、铅、镍和铬的质量分数ｗi（mg/kg），按照公式（1）进行计算：
式中： ωi——土壤中元素的质量分数，mg/kg；
ρi——试样中元素的质量浓度，mg/L；
ρ0i——空白试样中元素的质量浓度，mg/L；
V——消解后试样的定容体积，ml；
ｍ——土壤样品的称样量，g；
ωdm——土壤样品的干物质含量，%。
5.2 沉积物中铜、锌、铅、镍和铬的质量分数ｗi（mg/kg），按照公式（2）进行计算：
式中： ωi——沉积物中元素的质量分数，mg/kg；
ρi——试样中元素的质量浓度，mg/L；
ρ0i——空白试样中元素的质量浓度，mg/L；
V——消解后试样的定容体积，ml；
ｍ——沉积物样品的称样量，g；
ωH2O——沉积物样品的含水率，%。
