微波消解_ICP_AES法测定土壤中铅_砷_铬_镉和汞.docx

微波消解-icp-aes 法测定土壤中铅、砷、铬、镉和汞苏淑坛，李天宝，易碧华，叶林，钟月香，李达光，李昊菁（江门出入境检验检疫局，广东江门529000）摘 要：本文采用硝酸+双氧水+氢氟酸辅以微波消解的样品处理技术，结合icp-aes法测定土壤中样品中pb、as、cr、cd、hg等重金属的含量。结果表明，该方法与传统的酸解法样品处理具有操作简单、快速高效、污染少、结果可靠等优 点，完全能满足环境分析的要求。关键词：微波消解；icp-aes；土壤；重金属测定中图分类号：x833 文献标识码：a 文章编号：1009-8143（2013）05-0045-04doi:10.3969/j.issn.1009-8143.2013.05.11the detection of pb、as、cr、cd and hg in soil with microwave digestionand icp-aessu shu-tan，li tian-bao，yi bi-hua，ye lin，zhong yue-xiang, li da-guang，li hao-jing（jiangmen entry-exit inspection and quarantine bureau，jiangmen guangdong 529000，china）abstract： this paper describes a new method that detects five heavy metal elements in soil with microwave digestion andicp-aes. the result shows that the new method is simpler, faster, more effective, less pollution and more accurate compared with conditional methods and can meet the requirement of environment analysis.keywords：microwave digestion；icp-aes；soil；heavy metal detectionicp-aes、icp-ms 等先进仪器进行分析，测定速度、精度和稳定性都很好2-5。传统的土壤消解酸体系大 概 有 hno3-hclo4-h2so4，hno3-hf-h2so4， 以 及 hno3- hf -hclo4 这几种方法已被实践证明是土 壤消解的非常可靠的经典方法6，但传统的土壤样品消解技术手续繁琐、耗时长、易交叉污染，消解过 程还会产生有害气体影响环境，hclo4 和 h2 so4 在高温高压的情况下容易引起爆炸等危险情况，而微 波消解技术所具有的快速、高效、污染小、背景干扰小等特点能很好地解决这一问题。本法希望在微波 消解与传统的消解方法之间找到一个比较完美的 土壤消解方法，即采用 hno3-hf-h2o2 对土壤样品微波消解，icp-aes 测定土壤中铅、砷、铬、镉和汞 的含量。引言土壤是自然界最重要的组成部分之一，是包括人类在内的陆生生物赖以生存最必不可少的自然 资源之一。然而，随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重。重金属在土壤中累积，不仅引起土壤本身的 理化、生物学性质发生变化，使土壤生产力下降，而 且通过以土壤为起点的食物链侵入人体并最终影响人类健康。研究表明，进入体内的重金属，对人体 的各个发展阶段都会产生影响，尤其对母婴的毒害 更为明显。因此，对土壤中重金属的监测非常重要1。目前，土壤中重金属的 测 定 一 般 采 用 aa、收稿日期：2013-4-24作者简介：苏淑坛（1983），女，工程师，从事进出口轻纺产品、化矿产品检测。email：46福建分析测试技术交流2013，22（5）的仪器工作条件测试五种金属元素含量。1.3.5加标回收试验：向土壤样品中加入一定量的 铅、砷、铬、镉和汞的标准品，按照 1.3.1 和 1.3.2 的步骤进行前处理，按照 1.3.3 所述仪器条件进行分析，计算回收率。1实验部分1.1仪器和设备微波消化萃取仪：（ethos one，意大利 milestone）；美国 pe optima 7300v 型等离子体原子发射光谱仪,可拆卸石英炬管,scott 型双层雾化室,meinhard 型同心 雾化器, 三通道蠕动泵, 分段式电荷耦合器件检测器（scd）。1.2 试剂（优级纯）硝酸，过氧化氢，氢氟酸，pb、as、cr、cd 和 hg的标准溶液（1.0 mgml-1，国家标准物质研究中心）， 试剂用水为去离子水。1.3 试验步骤1.3.1 土壤样品预处理：土壤样品于 105烘箱内 烘干（淤泥等土壤样品由于水分比较多，时间相对 长一点，最好先烘至近干，再预先研磨成较小颗粒，再置于 105烘箱内烘干）。烘干后冷却，用研钵研 碎后称重，通过 100 目筛。1.3.2 微波消解：准确称取样 品 0.2g （精 确 至0.0001g）于陶瓷消解罐内，做平行样并同时做空白 试验。在每个罐中加入 7ml 硝酸、1ml 双氧水以及1ml 氢氟酸，放置于通风橱内，直至反应平静后，盖上盖子，放入微波消解仪中，运行程序（5min 升温至200并保持 20015min），待冷却后取出，打开消 解罐，将消解液过滤到 250ml 的容量瓶中，用去离子水定溶至刻度。溶液用 icp-aes 进行测定。1.3.3icp-aes 的工作条件：高频功率 1150w、载 气压力 25psi、辅助气流量 1.0 l/min，双向等离子体观察方式。1.3.4样品测试：对某工厂排污口附近取得的土壤 样品按照 1.3.1 和 1.3.2 步骤进行处理，按照 1.3.32结果与讨论2.1分析线的选择及干扰试验各元素 100gml - 1 单个待测元素标准溶液和空白溶液在各分析线附近进行扫描, 得到待测元素在这些分析线处的扫描轮廓图，然后输入制备好 的样品溶液，得到相应的扫描峰形图。利用谱图检查功能对各谱线的谱图逐一处理, 从所示的谱线及 背景的轮廓和强度值进行比较，观察各元素的谱线 形状和相互间的干扰情况, 折衷选择强度大、峰形好、干扰少的谱线为分析线7,8，选定各重金属元素的 测定波长见表 1。试验表明：砷对 226.502 nm,214.438nm 处的镉 的测定有较大的影响，选用 228.802nm 可避开砷的干扰；对铅、镉、铬、汞的测定没有太大影响；铅对228.812nm，197.197nm 处的砷的测定有较大 的 干 扰，选择 228.812nm 可避开铅、铬的干扰。2.2 标准工作曲线的制作以各元素的标准溶液配制系列标准 参 比 溶 液 。 铅、铬的标准参比溶液为 0，1.00，5.00，10.00mgl -1，镉的标准参比溶液为 0，0.50，2.50，5.00 mgl -1，汞和砷为 0，2.00，5.00，10.00 mgl -1。同时做空 白试验。对配制好的系列标准溶液进行测量，得到 不同浓度各元素的标准响应值后扣除空白，得到的方程整理如表 2 所示：表1铅、镉、铬、汞、砷的分析波长table1 wavelength of analytical spectral lines of lead, cadmium, chromium, mercury，arsenic元素铅镉铬汞砷elementpbcdcrhgas波长（衍射级）220.353*228.802*283.563*194.168*228.812*analyt. spectral lines283.306226.502206.149184.886188.979/nm261.418214.438357.869302.150197.197注: * 为首选分析谱线。note: * denoting the most suitable analytical spectral lines.2013，22（5）苏淑坛 等：微波消解 -icp-aes 法测定土壤中铅、砷、铬、镉和汞47表2各元素校正后标准曲线的拟合方程table2 the fitting equation of each element元素拟合方程相关系数 r2pby0.8732+0.0057x0.99999cdy0.0947+57.3093x0.99997cry0.4362+11.1921x0.99999hgy0.9475+4.9931x0.99996asy-0.0644+1.3247x0.999892.3方法的检出限和精密度以空白溶液测定 11 次的标准偏差的 3 倍所对 应的浓度作为检出限，以某工厂排污口附近的泥土样品测定 11 次得到方法的精密度7，方法的检测限（mgl -1）和精密度（rsd）试验结果见表 3。2.4加标回收试验表3方法的检测限和精密度结果（n=11）table3 detection limits and precision of the method元素铅镉铬汞砷elementpbcdcrhgas检出限detection limit（/ mgl-1）0.0920.00210.00510.0280.080rsd/ %1.20.921.060.732.05表4方法加标回收试验结果table4 recovery of the method试样含量标准加入量测得总量回收率元素contrnt dsmpleamt of addedtotal amt foundrecovery（/ mgl -1）/ %2.252101.4铅（pb）0.22432.02.19598.60.8401103.3镉（cd）0.32360.50.8376102.84.200101.4铬（cr）0.14544.04.11999.31.573101.8汞（hg）0.55491.01.582102.710.77100.5砷（as）0.71711010.75100.348福建分析测试 技术交流2013，22（5）2.5样品重金属浓度的测量对处理完毕的样品溶液进行测量，得到不同元素的结果如表 5 所示：表5测试样品的检测结果table 5 the results of the sample元素pbcdcrhgas土壤质量 m（g）0.2008消解液体积 v（ml）250消解液金属浓度 c/gml-1土壤重金属浓度 c/gg-10.79940.05990.95460.02620.4325995.374.581188.532.62538.5土壤中重金属的浓度 c=（cv）/m。表6国家土壤重金属含量的限量标准table6 the content of heavy metals in the natuinal soil standard元素一级标准 /mgkg-1二级标准 /mgkg-1三级标准 /mgkg-1pb（）35350500cd（）0.200.601.0c（r ）90250300hg（）0.151.01.5as（）152540论文，2008，1：15-16.2 王建伟，张娜珍，侯可勇，李海洋. libs 技术在土壤重金 属污染快速测量中的应用 j. 化学进展，2008，20（7）：1165 -11713 芮玉奎，孔祥斌，秦 静. 应用 icp-ms 检测不同种植制 度土壤中重金属含量 j. 光谱学与光 谱 分 析 ，2007，27（6）：1201 -12034 任海仙，王迎进. 微波消解 - 火焰原子吸收光谱法测定土 壤中重金属元素的含量j. 分子科学学报，2009，25（3）：213 -2165 马元庆，杨建敏，刘义豪，靳洋，李磊. 微波消解 - 石墨炉 原子吸收法研究海湾扇贝中重金属的富集效应 j. 齐鲁渔业，2009，26（1）6 陈山. 土壤重金属测定的前处理的方法的改进j. 北方环 境. 2011, 23（12）：155-156.7 钟志光，翟翠萍，李承，等. 微波消解 -icp-aes 测定电子电气产品铅锡合金焊料中的铅、镉、铬和汞. 理化检验j.2007,43（6）：491-494.8 刘崇华, 钟志光, 李炳忠, 等. icp-aes 法测定玩具涂料 中重金属元素总量 j. 光谱学与光谱分析. 2002，22（5）:840-842.3结论本实验采用硝酸 + 双氧水 + 氢氟酸辅以微波消解的样品处理技术土壤样品，用 icp-aes 对样 品溶液中的铅、砷、铬、镉和汞等五种重金属含量进行分析。以被工厂污水污染的土壤作为实验样本，测得样品中重金属的含量为：pb 995.3 mg