第 5 期刘静, 等 : 全自动消解 - 石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中 Pb 和 Cd 15 1 材料与方法 1.1 仪器与试剂 AAnalyst800 原子吸收光谱仪 ( 珀金埃尔默 ); 全自动消解仪 ( 普立泰科 ),Pb Cd 空心阴极灯硝酸 ( 优级纯, 上海国药 ); 氢氟酸高氯

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1 山东科学 SHANDONG SCIENCE 第 26 卷第 5 期 2013 年 10 月出版 Vol.26No.5Oct.2013 DOI: /j.isn 全自动消解 - 石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中 Pb 和 Cd 刘静, 王利红, 王霞, 赵长盛, 薛富民, 李剑 ( 山东省分析测试中心, 山东济南 ) 摘要 : 建立以全自动消解 - 石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中 Pb 和 Cd 含量的方法使用全自动消解仪消解土壤后制备待测溶液, 用石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中 Pb 和 Cd 的含量实验表明, 本方法的线性相关系数均大于 , Pb Cd 的相对标准偏差均小于 5% 该方法检测土壤国家标准物质 GBW07447 GBW07450 GBW07452, 所得结果与标准值相吻合方法简便快速重现性好灵敏度高, 适用于批量土壤样品中 Pb 和 Cd 的测定关键词 : 全自动消解 ; 石墨炉原子吸收光谱法 ;Pb;Cd; 土壤中图分类号 :O 文献标识码 :A 文章编号 : (2013) DeterminationofPbandCdinsoilsamplesbyautomatic digestioninstrumentandgraphitefurnaceatomicabsorptionspectrometry LIU Jing,WANG Li hong,wang Xia,ZHAO Chang sheng,xuefu min,lijian (ShandongAnalysisandTestCenter,Jinan250014,China)) Abstract Weemployedautomaticdigestioninstrumenttodecomposesoilsampleandprepareddetermination pending solution.wealsoemployed graphitefurnaceatomicabsorptionspectrometrytodeterminepb and Cd contentinsoil samples.experimentalresultsshowthatitscorelationcoeficientisgreaterthan0.9990,andthattherelativestandard deviationofpb and Cd islessthan5%.testresultsfornationalstandard substancesgbw07447,gbw07450and GBW07452coincidewithreferencevalues.Themethodissimple,rapidandaccurateandapplicabletothedetermination ofpbandcdinbatchesofsoilsamples. Keywords automaticdigestion;graphitefurnaceatomicabsorptionspectrometry;pb;cd;soilsamples Pb Cd 是土壤检测中的主要重金属分析项目, 其含量测定的前处理方法主要有电热板消解法 [1] 高压釜密闭消解法 [2-3] [4-11] 微波消解法等, 但这些方法操作繁琐, 分析人员的劳动强度大, 技术要求高, 不适用于批量样品的测定本文利用先进的全自动消解仪进行样品前处理, 应用石墨炉原子吸收光谱法检测土壤中的 Pb Cd 的含量采用全自动消解仪湿法消解, 仪器自动加酸梯度升温自动定容, 提高了实验效率, 特别适用于批量样品的测定收稿日期 : 基金项目 : 山东省优秀中青年科学家科研奖励基金 (BS2009HZ024) 作者简介 : 刘静 (1974-), 女, 硕士, 研究方向为元素分析 @163.com

2 第 5 期刘静, 等 : 全自动消解 - 石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中 Pb 和 Cd 15 1 材料与方法 1.1 仪器与试剂 AAnalyst800 原子吸收光谱仪 ( 珀金埃尔默 ); 全自动消解仪 ( 普立泰科 ),Pb Cd 空心阴极灯硝酸 ( 优级纯, 上海国药 ); 氢氟酸高氯酸 ( 优级纯, 天津科密欧 );Pb Cd 单元素标准溶液 (1000mg/L)( 国家标准物质研究中心 ); 土壤标准物质 GBW07447 GBW07450 GBW07452( 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所 ) 1.2 实验方法仪器的工作条件仪器的工作条件如表 1 所示表 1 AAnalyst800 原子吸收光谱仪工作条件 Table1 OperationalconditionsofAAnalyst800atomicabsorptionspectrometry 元素 Pb Cd 进样量 /μl 参考波长 /nm 狭缝 /nm 灯电流 /ma 10 4 干燥温度 / 干燥时间 /s 灰化温度 / 灰化时间 /s 原子化温度 / 原子化时间 /s 5 5 清除温度 / 清除时间 /s 4 4 背景校正塞曼塞曼样品处理准确称取过 200 目筛的土壤样品 0.3g 置于消解罐中, 放置在消解架上在放有土壤样品的消解罐中加入 10mL 硝酸, 加热至 120 维持 1h, 冷却至室温 ; 然后加入 5mL 氢氟酸, 加热至 140 维持 1h, 冷却至室温 ; 再加入 2mL 高氯酸, 加热至 160 维持 1h, 继续升温至 180 维持 1h 进行赶酸, 冷却到室温后加入水定容至 25mL, 混匀待测 2 结果与讨论 2.1 消解方法对比国家标准中土壤 Pb Cd 元素的消解方法是电热板湿法消解为了比较电热板消解与全自动消解的效果进行了对比实验, 见表 2 分别采用全自动消解法和电热板消解法分析了 3 种土壤标准物质 GBW07447 GBW07450 GBW07452 从表 2 中可以看出, 全自动消解法测的结果均在标准值范围内, 准确度符合国标要求并且整体相对标准偏差小 ; 电热板消解法测定的结果中除 GBW07452 中的 Pb 含量比标准值偏高外, 其他测定结果均在标准值范围以内, 但是测定值的相对标准偏差较大, 数据精密度差对比实验说明全自动消解法优于电热板消解法 [12-16]

3 16 山东科学 2013 年表 2 全自动消解法和电热板消解法测定结果比较 Table2 Comparisonofdeterminationresultsforautomaticdigestioninstrumentandheatingboarddigestion 测定元素测定结果标准值 / 标准物质全自动消解法电热板消解法平均值 /(mg/kg) RSD/% 平均值 /(mg/kg) RSD/% (mg/kg) GBW ±1 Pb GBW ±1 GBW ±1 GBW ±0.01 Cd GBW ±0.008 GBW ±0.02 通过实验发现, 土壤在全自动消解下消解效果好时间短操作简便准确度和精密度高主要优势在于 : (1) 电热板消解时, 聚四氟乙烯消解杯加热主要是在底部, 加热温度不均匀, 需要不断地摇动消解杯使样品反应均衡 ; 全自动消解时, 聚四氟乙烯消解罐的加热是采用石墨加热体整体加热, 受热均匀, 加热速度均一, 保证了实验结果精密度明显高于电热板消解 (2) 电热板消解时, 要求操作人员实时关注样品处理的情况当加热到蒸发至近干时, 如果没有及时取下消解杯, 就会容易蒸干样品, 导致结果出现较大偏差全自动消解仪通过自动高精度添加各种试剂及准确控制消解时间, 使样品消解完全, 并自动定容 (3) 电热板消解批量样品时, 一般同时处理不超过 40 个样品, 并且消解过程一致全自动消解仪器具有独立的两个加热温控区, 可分开独立使用, 一台仪器可以同时使用两套消解方法, 适用于不同样品的同时测定 (4) 电热板消解样品的时间一般为 8~10h, 全自动消解样品的时间为 3~5h, 大大节省了处理的时间, 提高了消解效率 2.2 准确度精密度和检出限实验准确度精密度实验采用全自动消解 - 石墨炉原子吸收光谱仪按实验方法测定了 3 种土壤标准物质 GBW07447 GBW07450 GBW07452, 所得准确度和精密度结果见表 3 表 3 全自动消解 - 石墨炉原子吸收光谱法准确度和精密度实验 Table3 Accuracyandprecisionexperiementofthemethod 标准物质元素含量 /(mg/kg) RSD/% 标准值 /(mg/kg) GBW07447 Pb ±1 Cd ±0.01 GBW07450 Pb ±1 Cd ±0.008 GBW07452 Pb ±1 Cd ±0.02 从表中可以看出, 土壤标样中的 Pb 和 Cd 的测定结果均在标准值的范围以内, 并且元素测定的相对标准偏差 (RSD) 均不超过 5% 检出限实验

4 第 5 期刘静, 等 : 全自动消解 - 石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中 Pb 和 Cd 17 方法的检出限为连续测定试剂空白 11 次, 测量值标准差的 3 倍所对应的浓度 Pb 和 Cd 的检出限分别 [1] 为 0.027mg/kg 和 0.005mg/kg, 见表 4 本方法测定的检出限值均低于国标法的检出限要求 (Pb0.10mg/kg,Cd0.01mg/kg) 满足土壤中 Pb Cd 元素测定的检出限要求表 4 检出限实验结果 Table4 Experimentresultofdetectionlimit 元素试剂空白含量 /(ng/ml) SD/(ng/mL) 检出限 /(mg/kg) Pb Cd 线性方程按照本实验方法,Pb 浓度在 0~100.0μg/L Cd 浓度在 0 ~5.0μg/L 范围内具有良好的线性关系, 线性方程 Pb 为 y=0.0024x+0.002,r=0.9996; 线性方程 Cd 为 y=0.0425x+0.002,r= 见表 5 表 5 线性方程及线性相关系数 Table5 Linearequationandlinearlydependentcoeficient 元素线性关系线性方程线性相关系数 Pb 浓度 /(μg/l) y=0.0024x 吸光度 Cd 浓度 /(μg/l) y=0.0425x 吸光度结论全自动消解 - 石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中 Pb Cd, 采用全自动消解仪进行样品前处理的方法, 缩短了样品消解时间, 降低了劳动强度受热均匀使样品分解完全, 测定结果准确度高, 精密度好, 操作简单, 是目前批量土壤中 Pb Cd 测定理想的方法参考文献 : [1]GB/T , 土壤质量铅镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法 [S]. [2] 张琪, 刘琳娟. 高压密闭消解 - 原子吸收光度法同时测定土壤中铜锌铅镉镍铬 [J]. 化学分析计量,2007,16(5): [3] 褚卓栋, 肖亚兵, 刘文菊, 等. 高压密闭消解土壤砷汞铅镉酸体系比较 [J]. 中国环境监测,2009,25(5): [4] 高芹, 邵劲松, 余云飞. 微波消解原子吸收光谱法测定土壤中铅镉铬铜 [J]. 农业环境与发展,2006(3): [5] 陈武军, 王珊, 唐智, 等. 湿法消解原子吸收光谱法连续测定土壤中铜锌铅镉 [J]. 内江师范学院学报,2012,27(8): [6] 宋伟, 张志, 郑平, 等. 土壤中国砷汞铅镉铬测定方法的研究 [J]. 安徽农业科学,2011,39(34): , [7] 张泓, 吕维君, 茅建人, 等. 微波消解 - 原子吸收分光光度法原子荧光分光光度法测定土壤中的铜锌铅镉铬砷汞 [J]. 中国卫生检验杂志,2005,15(7): [8] 白艳丽, 王利佳, 刘秀芝. 微波消解 - 原子吸收分光光度法测定土壤中的铜锌镍铬锰铅镉 [J]. 黑龙江环境通报,2008,32 (4): ( 下转第 28 页 )

5 28 山东科学 2013 年 copolymers:synthesis,interactions,andself asembly[j].macromolecules,2008,41(17): [31]PLUTAM,GALESKIA.Plasticdeformationofamorphouspoly(L/DL lactide):structureevolutionandphysicalproperties[j]. Biomacromolecules,2007,8(6): [32] 阎博文, 蒋根杰, 黄建, 等. 温度对二次注射成型聚丙烯连接界面形态与性能的影响 [J]. 高分子材料科学与工程,2010, 26(10): [33]MAGOG,FISHERFT,KALYONDM.Efectsofmultiwaledcarbonnanotubesontheshear inducedcrystalizationbehaviorof poly(butyleneterephthalate)[j].macromolecules,2008,41(21): [34]HERN?NDEZM C,LAREDOE,BELLOA,etal.From miscibletoimmisciblepolycarbonate/poly(ε caprolactone)blends [J].Macromolecules,2002,35(19): [35]PLIVELIC TS,CASSU SN,GONCALVESM C,etal.Structureandmorphologyofpoly(ε caprolactone)/chlorinated polyethylene(pcl/pecl)blendsinvestigatedbydscsimultaneoussaxs/waxd,andelementalmappingbyesi TEM[J]. Macromolecules,2007,40(2): ( 上接第 17 页 ) [9] 范维刚, 侯晓东.ICP AES 法测定某蔬菜地土壤中的铜锌铅镉 [J]. 计量与测试技术,2012,39(6): [10] 姜秋俚, 孙铁珩, 张见昕, 等. 微波消解石墨炉原子吸收法测定土壤中的铅和镉 [J]. 环境保护科学,2010,36(6):28-30,63. [11] 万连印. 微波消解 - 石墨炉原子吸收法测定土壤中的铅和镉 [J]. 黄金,2009,30(4): [12] 李海峰, 王庆仁, 朱永官. 土壤重金属测定两种前处理方法的比较 [J]. 环境科学,2006,25(1): [13] 王京文, 徐文, 周航, 等. 土壤样品中重金属消解方法的探讨 [J]. 浙江农业科学,2007(2): [14] 周赛春, 韦菲菲, 曾平龙. 土壤消解方法的对比和研究 [J]. 分析化学,2009,37(A01): [15] 张晓静, 朱风鹏, 胡清源, 等.ICP MS 同时测定土壤中 Cr Ni Cu As Tl 和 Pb[J]. 中国烟草学报,2009,15(6): [16] 谢锋, 何锦林, 谭红, 等. 硝酸一次消解同时测定土壤中 Cd As Hg 的方法研究 [J]. 土壤通报,2006,37(2):

参数设置 (nm) 狭缝宽度 (nm) 燃烧头高度 (mm) 燃气流量 (L/min) (ma) 火焰类型 K 空气乙炔火焰 Cu 空气乙炔火焰 4 标准溶液的配制浓度 (μg/ml) 5 标准曲线 K 0

参数设置 (nm) 狭缝宽度 (nm) 燃烧头高度 (mm) 燃气流量 (L/min) (ma) 火焰类型 K 空气乙炔火焰 Cu 空气乙炔火焰 4 标准溶液的配制浓度 (μg/ml) 5 标准曲线 K 0 目录紫薯粉中钾铜含量的测定...1 螺旋藻中铅镉含量的测定...2 明胶中铅含量的测定...4 原子吸收光谱法测定奶粉中铁锰钾钠钙镁的含量... 6 原子吸收光谱法分析奶粉中铬...9 原子吸收光谱法分析奶粉中铅...10 山药中铅镉含量的测定...12 灵芝粉松花粉中铅含量的测定...14 苹果咖啡豆提取物中铅镉含量的测定...16 原子吸收光谱法快速检测大米中镉...18