電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時(shí)檢測(cè)有機(jī)肥中的重金屬

丁偉 吳凡 王文佳

摘 要：建立了電感耦合等離子體發(fā)射光譜法同時(shí)測(cè)定有機(jī)肥中鉛、鎘、鉻、砷四種痕量重金屬元素的分析方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，四種元素在0.05～0.25 mg/kg范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.9999以上，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.20%～5.37%之間，回收率在95.67～100.60%之間，方法準(zhǔn)確高效，易于操作，滿足實(shí)際檢測(cè)需求。

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子體發(fā)射光譜法;有機(jī)肥;Pb、Cd、Cr、As

有機(jī)肥因?yàn)榫哂信喾实亓?、改良土壤、改良作物根際生態(tài)環(huán)境、改善作物營養(yǎng)品質(zhì)的作用[1]被廣泛地用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

由于有機(jī)肥的來源集中在畜禽糞便、動(dòng)植物殘?bào)w，不可避免的帶來了重金屬污染、抗生素殘留等問題。目前關(guān)于有機(jī)肥料重金屬的檢測(cè)方法主要是GB/T23449-2009[2]和GB/T18877-2009[3]兩種方法均采用濕法消化，前處理過程操作繁瑣，工作強(qiáng)度高，分析時(shí)間較長(zhǎng)，與現(xiàn)在分析測(cè)試技術(shù)高效、快速的發(fā)展趨勢(shì)不相匹配。本法采用濕式消解法對(duì)有機(jī)肥料的樣品進(jìn)行前處理，使用混合標(biāo)液建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，ICP法同時(shí)測(cè)定肥料中的四種重金屬元素，方法操作簡(jiǎn)單，快速高效準(zhǔn)確，可廣泛地用于有機(jī)肥重金屬的分析。

一、實(shí)驗(yàn)部分

1.儀器

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（鉑金埃爾默，8000ICP），自動(dòng)進(jìn)樣器（ESI，ASX-260），具體工作參數(shù)如表1所示。

2.主要試劑

鹽酸（36.0%-38.0%、優(yōu)級(jí)純、天津科密歐化學(xué)試劑有限公司）、硝酸（優(yōu)級(jí)純，65.0%-68.0%，天津科密歐化學(xué)試劑有限公司）、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（183046-3，1000mg/kg，國家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）、鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液（153043-2，1000mg/kg，國家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）、鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液（188052-4，1000mg/kg，國家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）、砷標(biāo)準(zhǔn)溶液（185012-3，1000mg/kg，國家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）、超純水（18MΩ·cm-1）。

3.實(shí)驗(yàn)方法

（1）樣品溶液制備

準(zhǔn)確稱取5±0.2g的試樣（精確至0.0001g）于250mL的燒杯中，加入25mL的王水蓋上表面皿，靜置1～2h，轉(zhuǎn)移到電熱板上緩慢加熱煮沸30min，打開表面皿趕酸至液體剩余大約5mL，從電熱板取下，冷卻至室溫，用玻璃棒轉(zhuǎn)移到100mL的容量瓶中，加水定容到100mL。

（2）標(biāo)準(zhǔn)溶液

鉛、砷、鎘、鉻的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（5mg/L）：用移液槍分別準(zhǔn)確移取1000mg/L的鉛、砷、鎘、鉻母液0.5mL于100mL的容量瓶中，加5mL的硝酸，用水稀釋至刻度，搖勻。

用移液槍分別移取混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0mL、1mL、2mL、3mL、4mL、5mL于100mL的容量瓶中，加入5mL的硝酸，加水定容至100mL。得到鉛、鎘、鉻、砷濃度梯度均為0.05mg/L、0.10mg/L、0.15mg/L、0.20mg/L、0.25mg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

二、結(jié)果與討論

1.標(biāo)準(zhǔn)曲線

使用ICP對(duì)濃度范圍在0.05～0.25 mg/kg的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液依次測(cè)試，以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，以峰面積為縱坐標(biāo)，得到如圖1所示的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

結(jié)果表明，鉛、鎘、鉻、砷在0.05～0.25mg/kg范圍內(nèi)線性良好，完全滿足檢測(cè)的需要。

2.精密度與檢出限

隨機(jī)選取含有As、Cd、Pb、Cr四種重金屬元素的有機(jī)肥料為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，在表1的條件下進(jìn)行10次平行樣品測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明樣品中的As含量在2.07～8.10mg/L之間，RSD為0.77～2.26%;Cd含量在0.50～1.010mg/L之間，RSD為2.50～5.37%;Pb含量在5.14～15.100mg/L之間，RSD為0.51～1.35%;Cr含量在12.31～56.150mg/L之間，RSD為0.20～0.78%。

分別對(duì)空白樣品重復(fù)測(cè)量10次計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算本方法的檢出限，表明四種元素的檢出限完全能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.回收率

隨機(jī)選取一個(gè)已知As、Cd、Pb、Cr含量的有機(jī)肥樣品加入與其含量相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)溶液，在相同的測(cè)試條件下檢驗(yàn)，計(jì)算回收率。四種元素的回收率在95.67～100.60%之間，回收率滿意。

4.對(duì)比實(shí)驗(yàn)

選取3個(gè)不同廠家的有機(jī)肥樣品，分別采用ICP-OES法和GB/T23349-2009《肥料中砷、鎘、鉛、鉻生態(tài)指標(biāo)》中使用的方法對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，測(cè)定結(jié)果如下表所示，從數(shù)據(jù)中可以看出兩種方法的重復(fù)性均滿足GB/T23349-2009中的規(guī)定，ICP-OES法同時(shí)測(cè)定有機(jī)肥中的四種重金屬元素在測(cè)定結(jié)果上無明顯差異。

三、結(jié)論

本文濕法消化對(duì)有機(jī)肥樣品進(jìn)行前處理，使用ICP-OES方法同時(shí)測(cè)定有機(jī)肥中的砷、鎘、鉛、鉻四種痕量金屬元素，該方法勞動(dòng)強(qiáng)度低，工作效率高，操作便捷，方法學(xué)數(shù)據(jù)表現(xiàn)良好，為化肥中重金屬的檢測(cè)提供了新的思路和方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]武升、邢素林、馬凡凡等.有機(jī)肥施用對(duì)土壤環(huán)境潛在風(fēng)險(xiǎn)研究進(jìn)展[J].生態(tài)科學(xué)，2019.38（2）：219-224

[2]GB/T23349-2009肥料中砷、鎘、鉛、鉻、汞生態(tài)指標(biāo)[S]

[3]GB/T18877-2009有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料[S]

作者簡(jiǎn)介：

丁偉，男，山東省威海市乳山市人，初級(jí)工程師，研究方向：石油化工。