ICP-AES测定土壤污染详查样品中有色重金属元素铜锌铬镍钒

王金云，李小娜，吴忠忠，凤海元

（安徽省地质实验研究所，安徽 合肥 230001）

土壤是人类赖以生存的重要基础，其污染状况直接关系到人类健康。随着环保部2016年《土壤污染防治计划》的发布，新一轮对全国农用地土壤污染详查开展迫在眉睫[1-2]。重金属元素Cu、Zn、Cr、Ni、V是土壤污染详查必需分析的元素，准确测定重金属元素Cu、Zn、Cr、Ni、V的含量，对于掌握农用地土壤中重金属污染面积和分布状况以及土壤的修复工作具有重要的意义[3]。

目前Cu、Zn等有色重金属元素的测试方法主要有：原子吸收光谱法(AAS)[4-5]、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）[6-8]、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)[9-11]、X射线荧光光谱法[12-13]。ICP-AES以其检出限低、线性动态范围宽，干扰少等优点，正被广泛用于对元素的测定。文章主要介绍采用ICP-AES测定土壤污染详查样品中铜锌铬镍钒的分析条件，采用土壤成分分析标准物质进行方法验证，结果表明本方法可靠有效，适用于土壤污染详查样品中铜锌铬镍钒的测定。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

iCAP6300型电感耦合等离子体发射光谱仪（美国赛默飞世尔科技公司）。

HCl，优级纯，苏州晶瑞化学有限公司。

HNO3，优级纯，苏州晶瑞化学有限公司。

HF，优级纯，苏州晶瑞化学有限公司。

HClO4，优级纯，天津市鑫源化工有限公司。

1%硝酸溶液，用硝酸配制。

（1+1）硝酸溶液，用硝酸配制。

（1+1）王水，取1份硝酸与3份盐酸混合均匀，用超纯水稀释一倍。

单元素标准贮备液，ρ=1000 mg/L，市售有证标准溶液（国家有色研究总院）。

1.2 仪器工作条件

通过合理优化，ICP-AES的主要参数；RF功率1.15 kW，载气：高纯氩气，雾化器流量0.7L·min-1，辅助气流量0.5L·min-1，冷却气流量15L·min-1，分析泵速50r·min-1，垂直观测高度12 mm。

各元素分析线选择和背景校正见表1.

表1 元素分析线和背景校正

1.3 样品处理

准确称取0.2000g样品于聚四氟乙烯坩埚中，用适量水润湿，将坩埚置于控温电热板上，加10mLHNO3，盖上坩埚盖，110℃加热半小时，再加入8mLHF、1.5mLHClO4，继续加热1.5h，升温至200℃，加热1.0h，取下坩埚盖，再加热1.5h，升温至380℃，待HClO4冒尽，加入3mLHNO3（1+1）溶解盐类至溶液清亮，取下冷却，定容至25mL。

1.4 样品测定

仪器开机点火稳定半小时后，由低到高依次分析标准系列各溶液，确认工作曲线线性相关性，用质控样检查工作曲线准确无误后，开始样品分析。

2 结果与讨论

2.1 元素分析谱线选择

根据作者邓晓庆[6]和齐铁铭[7]的研究，岩石矿物分析[14]和HJ781-2016[15]的推荐，方法选择Cu 324.754，Zn 213.856，Cr 267.716，Ni 231.604，V 292.402作为分析线，可以确保灵敏度和干扰程度小。采用土壤成分分析标准物质GBW07451、GBW07451、GBW07456分6批次前处理，对各元素分析线进行验证，测定结果平均值跟认定值[16]相吻合，可见各元素分析线满足检测要求,具体结果见表2。

表2 标准物质测定结果（mg/kg）

2.2 样品处理方法选择

黄勤等[3]对样品前处理的三种方法做了详细研究和比对，得出了有Cr需要同时测定的时候，选择HCl-HNO3-HClO4-HF消解法方法存在缺陷，Cr的测定结果重复性差，并且会严重偏低，不能满足分析要求。HCl-HNO3-H2SO4-HF消解法和HNO3-HF-HClO4消解法对待测元素测定结果都能满足要求，可是考虑到H2SO4沸点高达370℃，需要高温两次冒烟，同时易与Ca,Sr,Ba等元素形成沉淀。因此选择HNO3-HF-HClO4消解法，该方法处理样品时操作简单，所得样品溶液清亮，结果准确可靠。

2.3 标准曲线和方法检出限

按实验方法，将Cu、Zn等标准贮备液逐级稀释配制为0.00,0.50,1.00,2.00,4.00.10.00 mg/L的混合标准工作溶液，采用1%硝酸定容至刻度，按仪器工作条件对其进行测定，并绘制标准曲线。结果表明：Cu、Zn等元素质量浓度在10.00 mg/L以内与发射强度呈线性关系，其线性回归方程及相关系数见表3。依次对12份空白溶液进行测定，以其测定值标准偏差的10倍对应样品的质量分数计算方法的定量限，结果见表3。

表3 线性参数与检出限

2.4 方法准确度和精密度

选取土壤成分分析标准物质GBW 07454，按照操作步骤处理，在最佳化条件下平行测定12次，计算相对误差（RE）来衡量方法的准确度，相对标准偏差（RSD）来衡量方法的精密度，具体测定结果见表4，从中可知RE＜3%，RSD＜6%，进一步说明方法准确可靠，满足实际样品的分析要求。

表4 方法的准确度、精密度

3 结语

方法选用HNO3-HClO4-HF体系消解土壤污染详查样品，采用电感耦合等离子体发射光谱法测定重金属元素Cu、Zn、Cr、Ni、V，其相关系数、测定限、准确度和精密度均满足全国土壤污染详查技术规定要求，具有简捷高效、适合大批量多元素同时测定等优点，为安徽土壤污染详查样品重金属元素Cu、Zn、Cr、Ni、V的顺利分析测定提供了有力保障。