微波消解－原子吸收光譜法測定土壤中的鉛和鎘＊

王長芹 張 凱 鄧 藝 杜卓群

（1濟寧醫學院法醫學與醫學檢驗學院，山東 濟寧72067；2濟寧醫學院藥學院2010級學生，山東 日照276826）

隨著社會的進步及人們環保意識的提高，土壤質量對人體健康的影響引起人們越來越多的關注，土壤中重金屬的含量直接影響農作物的質量，因此準確檢測土壤中重金屬特別是鉛、鎘的含量至關重要。由于土壤成分復雜，必須對樣品進行消化處理。土壤樣品處理方法有電熱板加熱消解、微波消解和高壓消解等［1－2］，電熱板加熱消解消化時間長，安全系數差，測定結果偏差大，難以進行批量土壤樣品的測定；微波消解由于其快速、消解完全及干擾小而得到廣泛應用。鉛、鎘的測定方法有原子吸收光譜法［3－5］、原子熒光光譜法［6］、電化學方法［7－8］、電感耦合等離子體發射光譜法［9］、電感耦合等離子體質譜法［10］等。本文采用硝酸－鹽酸－氫氟酸混合酸微波消解土壤樣品，用石墨爐原子吸收光譜法測定土壤中鉛和鎘的含量?，F報道如下。

1 材料與方法

1．1 儀器與試劑

XH－800C電腦雙控微波消解儀（購自北京祥鵠科技發展有限公司）；TAS－990型原子吸收分光光度計；GF－990型石墨爐電源；鉛、鎘空心陰極燈；GZX－9076MBE數顯鼓風干燥箱（購自北京普折通用儀器有限公司）；KDMB型調溫加熱板（購自山東鄄城永興儀器廠）；高速萬能粉碎機（購自天津市泰斯特儀器有限公司）；自動超純水機等。

鉛標準儲備液：1．000mg／ml（山東省疾控中心標準室）；鎘標準儲備液：1．000mg／ml（山東省疾控中心標準室）；優級純鹽酸；試劑除特殊說明外均為分析純；實驗用水均為超純水。

1．2 方法

1．2．1 樣品采集與制備 按對角線采樣法采集土壤樣品，每個采樣點選3個點采樣，取樣深度0～20cm，取樣量不少于500g，3個點采集的樣品充分混勻制成混合土壤樣品。將采集的土壤樣品自然風干，除去雜物，用四分法縮分，取縮分后的樣品100g左右，經105℃烘干后，用粉碎機粉碎，過100目的分樣篩分樣，制備成土壤樣品。

1．2．2 樣品處理 準確稱?。?．2000±0．002）g土壤樣品于微波消解罐的聚四氟乙烯內罐中，加入鹽酸5ml、硝酸5ml、氫氟酸2ml，混勻，加蓋密封后，將消解罐放入微波消解儀中，設定微波消解功率為600W，最大壓力4Mpa，按照表1微波消解的工作條件消解樣品。微波消解結束，待溫度降至80℃，取出消解罐，將消解液轉移到聚四氟乙烯坩堝中，用少量超純水洗滌消解罐，合并洗滌液于坩堝中，將坩堝置電熱板上，加熱趕酸至大約2ml，冷卻后將溶液轉移至25ml比色管中，用0．5%硝酸溶液洗滌坩堝，合并洗液，用80g／L磷酸二氫銨溶液作基體改進劑，并用0．5%硝酸溶液定容至刻度，同時做空白試驗。微波消解的工作條件見表1。

表1 微波消解工作條件

1．3 測定方法

1．3．1 標準系列的配制 用1．000mg／mL鉛標準儲備液逐級稀釋配成濃度為50μg／L的鉛標準使用溶液，用80g／L磷酸二氫銨溶液作基體改進劑，配制成5、10、20、30、40、50μg／L鉛的系列標準溶液。用1．000mg／ml鎘標準儲備液配成濃度為1．0μg／L的鎘標準應用液，配制成0．2、0．4、0．6、0．8、1．0μg／L鎘的標準溶液。

1．3．2 測定條件 見表2、表3。

表2 儀器工作主要參數

表3 石墨爐升溫程序

1．3．3 測定及標準曲線的繪制 按表2選定儀器工作條件，表3石墨爐升溫程序，測定標準系列、空白溶液、樣品溶液的吸光度，每次進樣量均為10μL。儀器自動繪制標準曲線并讀數。

2 結果

2．1 標準曲線、線性范圍及檢出限

在優化實驗條件下，鉛的濃度在2．0～50 μg／L、鎘的濃度在0．1～1．0μg／L范圍內具有良好的線性關系，線性方程鉛為I＝220．8712×［A］－9．4324，相關系數為0．9962；線性方程鎘為I＝1．6304×［A］－0．2190，相關系數為0．9971。用3倍信噪比計算，鉛、鎘的檢出限分別為1．48μg／L和0．062μg／L。

2．2 精密度試驗

2．3 準確度試驗

采集土壤樣品1份，用本文所述微波消解和儀器檢測條件，對土壤樣品進行鉛和鎘高、中、低3個濃度的加標回收試驗，平行測定6次，鉛加標回收率在93．62%～101．4% 之間，鎘加標回收率在92．40%～102．6% 之間，詳細檢測結果見表4。

在優化實驗條件下，分別取10、25、50μg／L的鉛，0．1、0．5、1．0μg／L的鎘標準溶液為低、中、高3個濃度水平，進行6次測定，鉛的RSD分別為4．56%，3．13%，5．62%；鎘的 RSD 為 2．63%，4．34%，4．48%。

表4 樣品加標回收率（n＝6）

2．4 樣品分析

采集北湖新區土壤樣品，取其中6份按試驗方法對土壤樣品進行處理并測定，每份測定6次，結果見表5。

表5 樣品分析結果（n＝6，μg／g）

3 討論

選擇3種消解體系在相同的條件下對土壤樣品進行消解，分別是硝酸—鹽酸—過氧化氫消解體系、硝酸—過氧化氫—氫氟酸消解體系、硝酸—鹽酸—氫氟酸消解體系。選擇相同的土壤樣品，相同的消解條件，用3種消解體系分別處理樣品，其中硝酸—鹽酸—過氧化氫消解體系、硝酸—過氧化氫—氫氟酸消解體系處理的樣品消解不徹底，剩余少量固體，消解罐內壁附著少量雜質，溶液渾濁不清，而在硝酸—鹽酸—氫氟酸消解體系中，土壤樣品消解徹底，消解液澄清透明，因此，選用硝酸—鹽酸—氫氟酸消解體系，消解結果令人滿意。

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