石墨消解—火焰原子吸收法测定土壤中的铜、锌

殷思敏

(镇江市环境监测中心站，江苏 镇江 212000)

1 引言

土壤是地球重要的组成部分，是人类赖以生存的一种物质基础[1]。但是随着社会的进步，经济的发展，越来越多的污染物进入了土壤层[2]，其中铜、锌是公认的有害重金属[3]，如何准确进行分析，在土壤污染防治上有着重要的作用。本文采用全自动石墨消解法进行土壤消解，并用火焰原子吸收法测定土壤中的铜、锌含量。

2 实验部分

2.1 原理

采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸全分解的方法，彻底破坏土壤的矿物晶格，使试样中的待测元素全部进入试液中。然后，将土壤消解液喷入空气-乙炔火焰中。在火焰的高温下，铜、锌化合物离解为基态原子，该基态原子蒸气对相应的空心阴极灯发射的特征谱线产生吸收，在选择的最佳测定条件下，测定铜、锌的吸光度[4]。

2.2 主要仪器、试剂及标准物质

主要仪器：火焰原子吸收分光光度计及铜、锌元素空心阴极灯(美国安捷伦公司)、全自动石墨消解仪(DEENA公司)、Mlli-Q超纯水系统(美国Mllipore科技有限公司)、XT 220A型电子分析天平(上海华岩仪器公司)。

主要试剂： HCL(GR 南京化学试剂有限公司)；HNO3(GR 南京化学试剂有限公司)；HF(GR 南京化学试剂有限公司)； HCLO4(GR 国药集团化学试剂有限公司)。

标准物质：铜的标准溶液，浓度为500 mg/L(环保部标准样品研究所)；锌的标准溶液，浓度为500 mg/L(环保部标准样品研究所)；土壤标准物质 GSS-26(地球物理地球化学勘查研究所)；土壤标准物质 GSS-27(地球物理地球化学勘查研究所)。

2.3 实验方法

2.3.1 样品制备

将土壤样品混合均匀，并用四分法缩分至约100g，经过风干后，除去杂质等异物，用玛瑙棒研压，过100目尼龙筛进行筛分，混合均匀后备用。

2.3.2 石墨消解土壤样品

全自动石墨消解仪具有自动加液，加热均匀，批处理量大且无需人员值守等特点[5]。全自动石墨消解仪工作条件如表1所示。

表1 全自动石墨消解仪步骤序列

2.3.3 火焰原子吸收法测定

火焰原子吸收光谱法测定铜、锌元素的工作条件如表2所示。

表2 火焰原子吸收光谱法工作条件

3 实验结果与分析

3.1 线性范围与回归方程

将铜、锌标准溶液配制成标准系列质量浓度点，利用火焰原子光谱仪进行测定吸光度，标准曲线线性良好，如表3所示。

表3 标准曲线方程及相关系数

3.2 土壤含量计算方法

土壤样品中铜、锌的含量按如下的公式进行计算：

(1)

式(1)中：c为试液的吸光度减去空白试验的吸光度，然后再校准曲线上查的铜、锌的含量，mg/L；V为试液定容的体积，mL；m为称取试样的重量，g；f为试样的水分含量，%。

3.3 准确度试验

为考察石墨消解-火焰原子吸收法的有效性和测定结果的可靠性，进行准确度试验。选取土壤标准干物质GSS-26、GSS-27分别6个平行样，根据土壤含量公式计算铜、锌含量，试验结果如表4所示。两个土壤质控样品中铜和锌元素的测定值均在保证值范围内，准确度较好。

表4 土壤标样铜、锌测定的准确度结果

3.4 精密度试验

采集例行蔬菜基地土壤样品S1、S2、S3、S4和S5这5个点位进行精密度试验,每个点位的样品取6个平行样测定，根据土壤含量公式计算铜、锌含量，并计算相对标准偏差，铜含量的精密度结果如表5所示，锌含量的精密度结果如表6所示。实验室质控要求：相对标准偏差小于5%，石墨消解火焰原子吸收法测得铜、锌满足质控要求。

表5 蔬菜基地土壤样品铜含量的测定结果

表6 蔬菜基地土壤样品锌含量的测定结果

4 结语

本文采用石墨消解—火焰原子吸收法测定土壤中的铜、锌，通过标准样品和实际试样的测定，线性关系、准确度和精密度均满足要求，其中石墨消解法进行土壤前处理，全过程由软件控制，仪器自动加试剂，避免实验室及人员污染，样品位达到60个每批次，适用于大批量土壤样品的前处理。