電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定土壤中的釷

王攀峰 邰文亮 王 斌 薛志偉

(核工業(yè)二〇三研究所，陜西 咸陽 712000)

土壤樣品中釷的分析，是天然放射性核素監(jiān)測項目之一[1]，也是輻射環(huán)境質(zhì)量評價的必測項目[2]。釷的分析測定方法有分光光度法[3]、X射線熒光光譜法[4]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[5]和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[6]等。電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的炬焰溫度高，能有效的激發(fā)釷原子，具有線性范圍寬、干擾少和靈敏度高等優(yōu)點[7]。本文采用Na2O2在700℃熔融分解土壤樣品，三乙醇胺-EDTA混合液提取使其與樣品中Fe、Al和Ti絡合而進入堿性溶液消除大量基體干擾元素[8]，熱的NaOH溶液(20g/L)過濾洗滌，再用熱的4 mol/L HCl溶液溶解沉淀，并用ICP-AES在401.913 nm波長處測定溶液中的釷含量。該方法快速，簡便，干擾少，結(jié)果準確，適用于大批量土壤樣品的快速分析測定。

1 實驗部分

1.1 儀器及工作條件

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀ICPS-7510(日本島津)，BSA224S-CW分析天平(德國賽多利斯)，Barnstead Easypure Ⅱ超純水機(美國熱電)，SX-4-10型箱式電阻爐(天津泰斯特儀器有限公司)，電熱板(天津拓至明實驗儀器技術開發(fā)有限公司)。

ICP-AES最佳工作條件：RF功率為1.2 kW，工作頻率為28.0 MHz，冷卻氣流量為14.0 L/min，載氣流量為1.2 L/min，輔助氣流量為0.70 L/min，觀察高度為12.0 mm。

1.2 標準溶液和主要試劑

Th(Ⅳ)標準儲備液的配制：按王攀峰等[9]方法配制1 mg/mL釷(Ⅳ)標準儲備液，稀釋后配制不同濃度的工作標準溶液。

土壤標準物質(zhì)GSS-1，GSS-3，GSS-5，GSS-9，GSS-16，GSS-17，GSS-27。

過氧化鈉、氫氧化鈉、三乙醇胺、乙二胺四乙酸二鈉、濃鹽酸等均為分析純，實驗用水由超純水機制備(18.2MΩ·cm)，高純氬氣(質(zhì)量分數(shù)w> 99.99%)。

三乙醇胺-EDTA混合提取劑配制：稱取25.0 g乙二胺四乙酸二鈉置于1 L燒杯中，加入250 mL三乙醇胺、750 mL去離子水，攪拌均勻使之溶解完全。

1.3 樣品處理方法

稱取0.5±0.0001 g試樣于剛玉坩堝中，加入2～5 g過氧化鈉，攪拌均勻后用0.5 g過氧化鈉覆蓋樣品表面。置于已升溫至700 ℃的馬弗爐中熔融10 min，取出。冷卻后將坩堝轉(zhuǎn)移至燒杯中，加入60 mL煮沸的去離子水和10 mL混合提取劑，待劇烈反應后用少量水和(1+1)鹽酸洗出坩堝，將盛有樣品的燒杯放于恒溫電熱板上煮沸1 min后取下，稍冷后，用熱的20 g/L NaOH溶液洗滌燒杯2次和漏斗2次，用熱水洗燒杯1次和漏斗1次，棄去濾液，用10 mL 4 mol/L HCl熱溶液溶解沉淀于50 mL比色管中，定容，搖勻，待測。

按上述方法隨同試樣分析，做空白試驗。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析譜線的選擇

通過對樣品溶液的光譜掃描，比較了圖譜、背景輪廓和強度值，選擇出背景低、信噪比高、干擾小的譜線為待測元素的分析譜線[10-12]。在儀器最佳條件下，通過實驗選擇401.913 nm、332.512 nm兩條譜線為分析譜線，以四種土壤標準物質(zhì)GSS-3、GSS-1、GSS-5、GSS-16為參考樣品，由表1可見，依據(jù)測定結(jié)果確定相對誤差及相對標準偏差(RSD)都較小的譜線，選擇出最優(yōu)分析譜線為401.913 nm。

2.2 檢出限

在選定的儀器工作條件下，在波長401.913 nm下，按方法步驟對空白溶液連續(xù)測定15次，以三倍標準偏差計算方法檢出限為0.53 μg/g(見表2)。

表2 方法檢出限

2.3 準確度與精密度

對GSS系列土壤標樣分別測定6次，測定及分析結(jié)果見表3，Th的測定值與標準值基本一致，準確度為1.4%～7.8%，精密度(RSD，n=6)為4.6%～10.1%，符合土壤地球化學測量規(guī)范要求[13]。

2.4 加標回收率

以土壤標樣GSS-3、GSS-9、GSS-5和GSS-16為實驗樣品，分別加入定量的釷進行試驗，計算加標回收率，由表4可見，加標回收率為94.3%～103.1%。

表3 方法的準確度和精密度結(jié)果

表4 加標回收率

3 結(jié)語

本文采用過氧化鈉熔礦，三乙醇胺-EDTA混合液提取，熱的NaOH溶液分離過濾沉淀，熱鹽酸溶解沉淀的樣品前處理方法，選擇合適的檢測波長，建立了電感耦合等離子體發(fā)射光譜測定土壤樣品中釷含量的分析方法。在檢測波長為401.913 nm時，本方法的檢出限為0.53 μg/g，準確度為1.4%～7.8%，精密度(RSD，n=6)為4.6%～10.1%，加標回收率為94.3%～103.1%，本文采用了堿熔分解樣品及直接過濾分離，減小了基體干擾，提高了分析速度，結(jié)果準確，適于土壤樣品中釷的批量快速檢測。