微波消解-火焰原子吸收光谱法测定过磷酸钙中铅

陈 昕

（陕西省产品质量监督检验研究院，陕西 西安 710048）

受生产原料以及加工工艺过程影响，磷肥易含有害重金属元素铅。铅随着施肥过程进入土壤，部分被农作物吸收，并通过食物链进入家畜和人体内，对人和家畜以及环境造成危害［1-4］。

参照肥料中铅的分析方法测定过磷酸钙中的铅时［5-6］，前处理烦琐，试剂消耗量大，消化终点不容易控制，容易造成检测结果准确性差。笔者采用微波消解法对过磷酸钙进行前处理，用火焰原子吸收光谱法测定过磷酸钙中铅。此方法耗用试剂少，简便快速，重复性好，灵敏度高，被测试元素不易损失，适合大批量过磷酸钙样品的分析测试。

1 实验部分

1.1 试剂及标准溶液

试剂：硝酸、盐酸、过氧化氢均为优级纯，国药集团化学试剂有限公司生产；测定用水，优级纯；溶解乙炔，满足GB 6819—2004技术要求。

铅标准溶液（1 mg/mL），购买于国家电子有色金属及电子材料分析中心；铅标准工作溶液（0.1 mg/mL），移取铅标准溶液10 mL 于100 mL 容量瓶中，用w（HCl）5%的盐酸溶液定容。

1.2 仪器及主要工作参数

仪器：240FS型原子吸收分光光度仪，美国安捷伦科技有限公司；铅空心阴极灯，美国安捷伦科技有限公司；ETHOS UP 型微波消解仪（带赶酸装置），意大利Milestone S.r.l.（麦尔斯通）公司；BP221S型万分之一电子天平，德国赛多利斯集团；UPH-I-20T超纯水系统，西安优普仪器设备有限公司；OLF550型空气压缩机，上海复宏机电有限公司。

原子吸收分光光度仪主要工作参数：测定波长283.7 nm，灯电流10 mA，助燃气流量13.50 L/min，乙炔气流量2.00 L/ min，燃烧头高度13.5 mm。

1.3 实验方法

平行称取待测样品0.3 g（精确至0.000 1 g），置于聚四氟乙烯消解罐中，加入浓硝酸10 mL、过氧化氢2 mL 轻微摇匀浸润样品，放置过夜。将样品加盖旋紧后，与空白一同置于微波消解仪中进行消解，微波消解程序按表1进行。消解结束后将聚四氟乙烯消解罐置于赶酸器上于160 ℃敞口赶酸至近干，冷却后将消解液转移至100 mL 容量瓶中，用5%的盐酸溶液稀释至刻度，得到试样测定溶液及空白液。

表1 微波消解程序

2 结果与讨论

2.1 标准曲线、检出限与空白

于5 个100 mL 容量瓶中分别加入0.1 mg/mL 的铅标准工作溶液0、0.5、1.0、2.0、4.0 mL，再用5%的盐酸溶液定容（铅质量浓度分别为0、0.5、1.0、2.0、4.0 mg/L），测其吸光度，绘制铅标准曲线。所得标准曲线线性方程为：y=0.025 90x+0.001 17；相关系数R2=0.999 8；特征质量浓度（吸光度为0.004 4时的试样质量浓度）为0.124 8 mg/L；检出限为0.000 6 mg/L。

取2 个样品空白和2 个全程序空白，分别重复测量6次，所有测量值均低于方法检出限，满足分析要求。

2.2 前处理方式选择

对同一过磷酸钙样品分别采用GB/T 23349—2009 中的湿法消解法和微波消解法进行前处理后进行铅元素分析，结果见表2。

表2 不同前处理方式所得结果

通过表2数据可知，采用微波消解法处理过的样品测定结果明显高于湿法消解法处理。样品经微波消解法前处理后为淡灰色透明液体，消解得非常完全，这有利于样品的准确测定。湿法消解法为敞开式消解，容易造成分析元素的损失，从而导致分析结果偏低，并且消化终点难以判定，导致样品测定结果的不稳定。综上考虑，选择微波消解法作为样品的前处理方法。

2.3 精密度及加标回收率

选择3 个过磷酸钙试样，重复测定6 次；然后进行加标回收率实验，加标后样品重复测定5次结果见表3。由表3 可知，该法6 次测定相对标准偏差为2.86%～3.15%，精密度高；加入铅标准溶液后加标回收率在95.8%～106.9%，准确度高能够满足实验分析要求。

表3 精密度回收率实验结果

2.4 实验注意事项

采用微波消解法测定，称样量要控制在0.5 g以内，以防样品不能够完全消解；微波消解管所添加液体总体积应控制在10 ～18 mL，确保过磷酸钙在消解过程中不会因为酸液不够而消解不完全，也不会因为液体过多而存在安全隐患。在测试过程中，所有消解样品应在当天内完成测试，否则应采用硝酸加以稳定，以确保样品不会因为放置时间过长导致测量结果不准确。

3 结论

实验采用浓硝酸、过氧化氢2种试剂在微波作用下消解过磷酸钙样品，用赶酸器进行赶酸，用火焰原子吸收光度法测定过磷酸钙中铅含量。通过精密度、加标回收实验验证，本实验方法具有精密度好、准确性高、消耗试剂少、操作简便的优点，能满足实验室对过磷酸钙中铅元素分析测试的要求，具有很好的推广应用价值。