原子吸收光谱法测定农田土壤中铅镉的改进

王 畅 顾树芳

（泰州市姜堰区疾病预防控制中心，江苏 泰州225500）

农田土壤是农业生产的重要载体, 关系到粮食数量与质量安全[1]。在农业土壤中,污水灌溉和不合理使用劣质肥料是重金属污染的主要来源。根据《江苏省农村环境卫生监测工作方案》要求,我中心对辖区内农田土壤中重金属元素铅、镉进行监测。为完成好此项工作,在参考相关文献的基础上[2-5],结合中心理化实验室实际情况,对石墨炉原子吸改光谱法测土壤中铅、镉方法进行改进,通过硝酸氢氟酸(5:3)微波消解土壤,赶酸时加入盐酸,以硝酸钯为基体改进剂测定铅、镉,结果满意。

1 材料和方法

1.1 仪器和试剂

1.1.1 主要仪器设备

微波消解仪(上海屹尧,COOLPEX) ,微控数显电热板(北京莱伯泰科,EH35B), 原子吸收光谱仪(美国PE,AA800), 万分之一天平(梅特勒,AB204-L)。

1.1.2 试剂

硝酸(GR,南化)、氢氟酸(GR,国药),盐酸(GR,国药)。实验用水均为超纯水。磷酸氢二铵(GR,国药); 10000mg/L 硝酸钯(PE,德国)。 铅、镉标准物质(GBW(e)100810、GBW(e)103113)。

1.2 测定方法

1.2.1 样品消化

精确称取经风干过100 目土壤样品0.1g 左右于微波消解罐中,加少量水湿润,分别加入5mL 硝酸和3mL 氢氟酸,放置过夜,按微波消解仪设定参数(消解程序为120℃,保持3min,5atm;150℃, 保持3 min,10atm,180℃, 保持30min,20atm)进行消解,消解完成后, 在罐中加入1mL 盐酸于180℃电热板赶酸, 转移至25mL 容量瓶待测,同时做空白试验。

1.2.2 仪器操作条件

铅、镉元素以峰面积计算, 用仪器自带的塞曼扣除背景,以20μL 进样,5μL 基改,分别测定标准曲线和样品吸光度。仪器主要测量条件及石墨炉程序升温见表1。

2 结果与讨论

2.1 条件优选

2.1.1 温度优化

本实验进样20μL,在干燥阶段采用三步干燥,有效的降低因温度骤升引起样品在石墨管爆沸,测定结果更为稳定。原子吸收做样时一定要注意观察样品出峰状态, 灰化原子化条件随石墨管状态变化而变。

2.1.2 影响空白的因素

酸的金属本底值在测定微量土壤样品重金属中有着较大的影响,特别是铅,因此每批酸使用前都要进行验收,验收合格方可使用,同时严格控制酸的使用量一致。在实际微波消解中,内罐在浸泡用纯水冲洗后测得铅空白有约6ppb, 对于取样量不多的微波消解来说,影响不小,本实验室经加10mL 硝酸走2 次微波低温消解程序,铅空白降到2ppb 以下,保证了试验结果准确。

2.1.3 基改的选择

因土壤样品的基体复杂,为消除被测组分受干扰因素,基体改进剂的选择就很重要。常见的基改有磷酸氢二铵和硝酸镁等[5],经测试磷酸氢二铵作基改时背景信号很大,影响吸收峰形状,而硝酸钯作为通用基体改进剂铅镉的背景极低, 同时能显著提高灰化温度[6],有利于减少干扰,在测定低温元素铅镉中应用广泛。本试验采用硝酸钯作为基体改进剂,同时对其浓度进行了测试, 发现硝酸钯基体改进剂在0.1%浓度时峰形对称, 精密度也好。

2.2 内控标物验证

表1 仪器主要测量条件及石墨炉程序升温

表2 土壤内控物的测定均值及相对偏差(RSD,n=4)

表3 部分土壤样品加标回收结果(RSD,n=2)

采用单位购买的内控标准物质GBW07405 (GSS-5)和GBW07404(GSS-7)

按照上述方法测定,并与其标准参考值进行比较,铅、镉测定结果均在参考值范围内,说明该方法用于分析土壤中重金属铅、镉元素,准确度良好。内控物测定结果见表2。

2.3 样品及回收率试验

共检测姜堰区20 份农田土壤样品,取适量样品进行加标回收,加标量为0.050 μg/L,平行测定2 次,结果铅和镉的加标回收率分别在97.4%-108.9%,98.9%-103.5%。部分土壤加标回收结果见表3。

3 结论

土壤重金属检测中, 使用微波消解法处理样品同传统的湿法消解相比具有耗时短、用酸量少以及空白较低的优点。而且使用微波消解法处理样品过程中, 降低了实验室成本和人员的劳动强度, 提高了分析测试速度。 实验结果表明,该法前处理操作理简单,准确度高,重现性高,可用于农田土壤中铅、镉的批量检测。