土壤作為生態環境的重要組成部分,是農業生產的主要載體,它的質量好壞直接影響著農產品的質量。近年,我國土壤污染問題愈發嚴重,國家出臺了一系列政策規定來解決這一問題。自《土壤污染防治行動計劃》頒布后,《土壤污染防治法》等法律、管理辦法及實施細則也紛紛開始起草和制定,土壤修復工作開始在全國范圍內大規模展開。在土壤防污治理工作中,對土壤中的重金屬進行分析檢測尤為重要,樣品的前處理更是其中的關鍵環節。
其中銅、鋅、鎳、鉻是植物正常生長發育所需的元素,且對人體又有一定生理功能,但過多會造成污染,妨礙植物生長發育。本文采用全自動石墨消解法,通過鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸體系消解土壤,使用等離子光譜法測定土壤中的銅、鋅、鎳和鉻。
1.實驗部分
1.1試劑
銅、鎳、鉻元素標準溶液為500mg/L
鋅元素標準溶液為1000mg/L
所用酸均為優級純
其他試劑均為分析純
超純水
1.2實驗材料
土壤成分分析標準物質
GBW07452,銅含量(32+1)mg/kg,鋅含量(97+3)mg/kg,鉻含量(82+4)mg/kg,鎳含量(38+1)mg/kg。
GBW07453,銅含量(28+1)mg/kg,鋅含量(81+2)mgkg,鉻含量(62+2)mg/kg,鎳含量(24+1)mg/kg。
1.3儀器
72孔全自動石墨消解儀(G8,格丹納)
電感耦合等離子體光譜儀
1.4消解方法
準確稱取0.1~0.3g(精確至0.0001g)試樣于聚四氟乙烯樣品管中,置于全自動石墨消解儀上,在全自動石墨消解儀的控制軟件中設置好樣品管的數量和位置,一鍵啟動設定好的工作程序,樣品消解過程將自動完成。格丹納全自動石墨消解儀作為樣品前處理設備,可以獨立完成添加試劑、搖勻、加熱、冷卻、定容等一系列的操作。全自動石墨消解儀常應用到原子吸收、原子熒光、ICP、ICP-MS、極譜儀等的樣品前處理中,其應用領域也十分廣泛,涉及環境、產品檢驗、質量控制、科學研究、疾控中心等。
實驗過程中通過改變酸用量、消解溫度和消解時間,對土壤樣品進行消解比對。經過反復試驗,本試驗最終選擇5.0mL鹽酸,加入10.0mL硝酸、氫氟酸6.0mL、高氯酸2.0mL,需要6~7h消解完全。
1.5電感耦合等離子體光譜儀分析。
2.分析與結果
2.1精密度和準確度
準確稱取2種土壤標準樣品和1種未知土壤樣品,采用石墨消解分別做3個平行,用優化后的參數等離子光譜法和火焰原子吸收光譜法分別測定鋅、銅、鎳、鉻含量,結果如表所示,測定值都處于相關范圍內,對兩種方法測試結果進行t檢驗,兩種分析方法沒有顯著性差異。該方法和火焰原子吸收光譜法都有很好的準確性和精密性。
3.結論
本文建立了以混酸(5.0mL鹽酸,10.0mL硝酸,氫氟酸6.0mL,高氯酸2.0mL,6~7h消解完全)為基礎的全自動石墨消解土壤的前處理方法。在上文消解條件和儀器工作條件下,用等離子光譜法測定土壤中的鋅、銅、鎳、鉻具有很好的準確性和精密性,對兩種方法測試結果進行t檢驗,兩種分析方法測試結果沒有顯著性差異。
本文中使用的格丹納72孔全自動石墨消解儀具有72孔雙分區設計,可單獨或同時控制,使消解實驗部分操作十分方便。而且整機一體圍閉設計,自帶強排功能,讓實驗人員安心在實驗室工作。