ICP-AES測定土壤污染詳查樣品中有色重金屬元素銅鋅鉻鎳釩

王金云，李小娜，吳忠忠，鳳海元

（安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所，安徽 合肥 230001）

土壤是人類賴以生存的重要基礎(chǔ)，其污染狀況直接關(guān)系到人類健康。隨著環(huán)保部2016年《土壤污染防治計(jì)劃》的發(fā)布，新一輪對全國農(nóng)用地土壤污染詳查開展迫在眉睫[1-2]。重金屬元素Cu、Zn、Cr、Ni、V是土壤污染詳查必需分析的元素，準(zhǔn)確測定重金屬元素Cu、Zn、Cr、Ni、V的含量，對于掌握農(nóng)用地土壤中重金屬污染面積和分布狀況以及土壤的修復(fù)工作具有重要的意義[3]。

目前Cu、Zn等有色重金屬元素的測試方法主要有：原子吸收光譜法(AAS)[4-5]、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）[6-8]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)[9-11]、X射線熒光光譜法[12-13]。ICP-AES以其檢出限低、線性動態(tài)范圍寬，干擾少等優(yōu)點(diǎn)，正被廣泛用于對元素的測定。文章主要介紹采用ICP-AES測定土壤污染詳查樣品中銅鋅鉻鎳釩的分析條件，采用土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行方法驗(yàn)證，結(jié)果表明本方法可靠有效，適用于土壤污染詳查樣品中銅鋅鉻鎳釩的測定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

iCAP6300型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國賽默飛世爾科技公司）。

HCl，優(yōu)級純，蘇州晶瑞化學(xué)有限公司。

HNO3，優(yōu)級純，蘇州晶瑞化學(xué)有限公司。

HF，優(yōu)級純，蘇州晶瑞化學(xué)有限公司。

HClO4，優(yōu)級純，天津市鑫源化工有限公司。

1%硝酸溶液，用硝酸配制。

（1+1）硝酸溶液，用硝酸配制。

（1+1）王水，取1份硝酸與3份鹽酸混合均勻，用超純水稀釋一倍。

單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液，ρ=1000 mg/L，市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液（國家有色研究總院）。

1.2 儀器工作條件

通過合理優(yōu)化，ICP-AES的主要參數(shù)；RF功率1.15 kW，載氣：高純氬氣，霧化器流量0.7L·min-1，輔助氣流量0.5L·min-1，冷卻氣流量15L·min-1，分析泵速50r·min-1，垂直觀測高度12 mm。

各元素分析線選擇和背景校正見表1.

表1 元素分析線和背景校正

1.3 樣品處理

準(zhǔn)確稱取0.2000g樣品于聚四氟乙烯坩堝中，用適量水潤濕，將坩堝置于控溫電熱板上，加10mLHNO3，蓋上坩堝蓋，110℃加熱半小時，再加入8mLHF、1.5mLHClO4，繼續(xù)加熱1.5h，升溫至200℃，加熱1.0h，取下坩堝蓋，再加熱1.5h，升溫至380℃，待HClO4冒盡，加入3mLHNO3（1+1）溶解鹽類至溶液清亮，取下冷卻，定容至25mL。

1.4 樣品測定

儀器開機(jī)點(diǎn)火穩(wěn)定半小時后，由低到高依次分析標(biāo)準(zhǔn)系列各溶液，確認(rèn)工作曲線線性相關(guān)性，用質(zhì)控樣檢查工作曲線準(zhǔn)確無誤后，開始樣品分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 元素分析譜線選擇

根據(jù)作者鄧曉慶[6]和齊鐵銘[7]的研究，巖石礦物分析[14]和HJ781-2016[15]的推薦，方法選擇Cu 324.754，Zn 213.856，Cr 267.716，Ni 231.604，V 292.402作為分析線，可以確保靈敏度和干擾程度小。采用土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07451、GBW07451、GBW07456分6批次前處理，對各元素分析線進(jìn)行驗(yàn)證，測定結(jié)果平均值跟認(rèn)定值[16]相吻合，可見各元素分析線滿足檢測要求,具體結(jié)果見表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定結(jié)果（mg/kg）

2.2 樣品處理方法選擇

黃勤等[3]對樣品前處理的三種方法做了詳細(xì)研究和比對，得出了有Cr需要同時測定的時候，選擇HCl-HNO3-HClO4-HF消解法方法存在缺陷，Cr的測定結(jié)果重復(fù)性差，并且會嚴(yán)重偏低，不能滿足分析要求。HCl-HNO3-H2SO4-HF消解法和HNO3-HF-HClO4消解法對待測元素測定結(jié)果都能滿足要求，可是考慮到H2SO4沸點(diǎn)高達(dá)370℃，需要高溫兩次冒煙，同時易與Ca,Sr,Ba等元素形成沉淀。因此選擇HNO3-HF-HClO4消解法，該方法處理樣品時操作簡單，所得樣品溶液清亮，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和方法檢出限

按實(shí)驗(yàn)方法，將Cu、Zn等標(biāo)準(zhǔn)貯備液逐級稀釋配制為0.00,0.50,1.00,2.00,4.00.10.00 mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，采用1%硝酸定容至刻度，按儀器工作條件對其進(jìn)行測定，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明：Cu、Zn等元素質(zhì)量濃度在10.00 mg/L以內(nèi)與發(fā)射強(qiáng)度呈線性關(guān)系，其線性回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表3。依次對12份空白溶液進(jìn)行測定，以其測定值標(biāo)準(zhǔn)偏差的10倍對應(yīng)樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算方法的定量限，結(jié)果見表3。

表3 線性參數(shù)與檢出限

2.4 方法準(zhǔn)確度和精密度

選取土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 07454，按照操作步驟處理，在最佳化條件下平行測定12次，計(jì)算相對誤差（RE）來衡量方法的準(zhǔn)確度，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）來衡量方法的精密度，具體測定結(jié)果見表4，從中可知RE＜3%，RSD＜6%，進(jìn)一步說明方法準(zhǔn)確可靠，滿足實(shí)際樣品的分析要求。

表4 方法的準(zhǔn)確度、精密度

3 結(jié)語

方法選用HNO3-HClO4-HF體系消解土壤污染詳查樣品，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定重金屬元素Cu、Zn、Cr、Ni、V，其相關(guān)系數(shù)、測定限、準(zhǔn)確度和精密度均滿足全國土壤污染詳查技術(shù)規(guī)定要求，具有簡捷高效、適合大批量多元素同時測定等優(yōu)點(diǎn)，為安徽土壤污染詳查樣品重金屬元素Cu、Zn、Cr、Ni、V的順利分析測定提供了有力保障。