对比分析2 种测定土壤中铜和镍的方法

陈凌燕 熊志雷 刘蒙 赵芳辉

（山东嘉誉测试科技有限公司 山东淄博 255086）

目前，测定土壤中重金属含量的方法主要有分光光度法、火焰原子吸收光谱法（FAAS）、石墨炉原子吸收光谱法（GFAAS）、原子荧光光谱法（AFS）、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）及电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）［1-3］等。铜、铬、锌等的测定多采用FAAS 法，铅等采用GF-AAS 法。而对于高温元素如钡、钒、铍等，ICP-OES 法则较FAAS 法灵敏，ICP-OES 法测得的多数元素的检出限能满足相关标准要求，且对于多元素的同时分析，ICP-OES 法更占优势。本文利用ICP-OES 法及FAAS 法对土壤中的重金属元素铜和镍进行测定，并从检出限、精密度、加标回收率等方面进行了对比分析。

1 材料与方法

1.1 仪器设备

火焰原子吸收分光光度计（TAS-990AFG），铜、镍空心阴极灯，温控电热板（G-400），微波消解仪（屹尧TOPEX），电感耦合等离子体发射光谱仪（Agilent5110）。

1.2 试剂和材料

1 000 mg/L 铜、镍标准溶液（坛墨质检标准物质中心），盐酸、硝酸、氢氟酸均为优级纯，实验用水为新制备的去离子水，氩气为高纯。

1.3 样品制备

称取0.2 g（精确至0.000 1 g）制备好的土壤样品于微波消解罐中，加入3 mL 盐酸、6 mL 硝酸、2 mL 氢氟酸，充分混匀，在微波消解仪中按推荐程序进行消解。消解结束后将消解罐放置于温控电热板上加热赶酸，待液体成粘稠状液滴时，取下稍冷，冷却后定容、混匀。空白样品的制备为不称取土壤样品，其他按照与样品制备相同的步骤进行。

ICP-OES 法及FAAS 法样品制备方法相同，将制备好的样品分别进行ICP-OES 法及FAAS 法测试。

1.4 仪器测量条件及相关参数

2 种方法的仪器测量条件及相关参数见表1 及表2。

表1 ICP-OES 仪器测量条件及相关参数

表2 FAAS 仪器测量条件及相关参数

1.5 校准曲线的配制

分别移取一定体积Cu 和Ni 元素的标准溶液，用1%硝酸溶液配置一系列标准溶液。ICP-OES 方法及FAAS 方法标准曲线的浓度分别见表3。

表3 标准曲线的浓度 单位∶mg/L

2 试验结果

2.1 标准曲线

ICP-OES 法测得Cu、Ni 的标准曲线在0.1 mg/L～6.0 mg/L浓度范围内线性良好，相关系数r 分别为1.000 0、0.999 9；FAAS 法测得Cu、Ni 的标准曲线在0.2 mg/L～1.0 mg/L 浓度范围内线性良好，相关系数r 分别为0.999 9、0.999 6。测定结果分别见表4。

表4 待测元素的标准曲线及相关参数

2.2 检出限和测定下限

按照HJ168—2020 标准要求［4］，分别利用ICP-OES 及FAAS对空白样品进行测定，均未检测出目标物Cu 和Ni。对空白加标样品重复测定7 次，得到Cu 和Ni 的方法检出限及测定下限。测定结果见表5。

根据表5 可知，ICP-OES 法测得Cu、Ni 的方法检出限分别为0.4 mg/kg、0.3 mg/kg，测定下限分别为1.6 mg/kg、1.2 mg/kg；FAAS 法测得Cu 和Ni 的方法检出限分别为1 mg/kg、3 mg/kg，测定下限分别为4 mg/kg、12 mg/kg。FAAS 法测得Cu 和Ni 的检出限及测定下限需满足HJ 491—2019 标准要求［5］，ICP-OES法测得的Cu 和Ni 的检出限及测定下限比FAAS 法低，表明ICP-OES 法对测定土壤中Cu 和Ni 的灵敏度比FAAS 法更高。

表5 待测元素的方法检出限及测定下限

2.3 精密度和正确度

利用ICP-OES 法及FAAS 法对实验室一实际土壤样品平行测定6 次，计算相对标准偏差。对此土壤样品进行加标，计算加标回收率。测定结果见表6。

表6 ICP-OES 法测定实际土壤样品中的铜和镍

根据表6 可知，ICP-OES 法及FAAS 法测得实际土壤样品中的铜、镍的浓度分别为22 mg/kg、28 mg/kg 及23 mg/kg、29 mg/kg，2 种方法测定结果相近。ICP-OES 法测得土壤样品中的铜、镍的相对标准偏差为2.4%、2.0%，加标回收率为110%、100%；FAAS 法测得土壤样品中铜、镍的相对标准偏差分别为4.8%、3.1%，加标回收率分别为95%、103%。ICP-OES法及FAAS 法测得实际土壤样品中的铜、镍的浓度值相近，精密度及加标回收率均较高，具有很高的可比性。

3 结论

本文利用ICP-OES 法和FAAS 法测定土壤中的重金属元素铜和镍，并从检出限、精密度、加标回收率等方面进行了对比分析，结论如下：

（1）标准曲线：ICP-OES 法及FAAS 法测得Cu、Ni 的标准曲线分别在0.1 mg/L～6.0 mg/L 浓度范围内、0.2 mg/L～1.0 mg/L浓度范围内线性良好，相关系数r 均大于0.999。

（2）检出限和测定下限：FAAS 法及ICP-OES 法测得土壤中Cu 和Ni 的检出限及测定下限均满足相关标准要求，ICPOES 法测定土壤中Cu 和Ni 的灵敏度比FAAS 法更高。

（3）ICP-OES 法及FAAS 法测得实际土壤样品中的铜、镍的浓度值相近，精密度及加标回收率均较高，具有很高的可比性，均可满足土壤中重金属元素铜和镍的测定要求。

（4）ICP-OES 法可在同一测试条件下同时测定多种元素，而FAAS 法只能测定一种元素。因此对于多种元素的同时分析，ICP-OES 法比FAAS 法更占优势。