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了解石墨爐原子吸收光譜法測定土壤中重金屬
閱讀：1240 發(fā)布時(shí)間：2022-7-9背景：由于人類對重金屬的開采、冶煉和加工活動的日益增多,，造成大量重金屬(如砷,、鉛、鉻,、鎘,、銅、鋅,、錳,、錫、汞等)進(jìn)入大氣,、水,、土壤等環(huán)境介質(zhì)中，進(jìn)而通過直接接觸或食物鏈等形式對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅,。為了評價(jià)環(huán)境介質(zhì)中重金屬污染程度,，必須建立簡單、快速,、準(zhǔn)確的分析方法對介質(zhì)中的重金屬含量進(jìn)行測定,。固體直接進(jìn)樣技術(shù)具有簡化前處理、縮短分析時(shí)間、避免待測組分在前處理過程中的損失或交叉污染,、減少試劑使用量等優(yōu)點(diǎn),，越來越多的應(yīng)用于環(huán)境、食品,、地質(zhì),、生物樣品的測定。
摘要: 采用直接固體進(jìn)樣－石墨爐原子吸收光譜分析技術(shù),，研究了基體改性劑,、灰化溫度和原子化溫度對土壤中As，Cd,，Zn,，Sn，Hg,，Pb,，Cr，Cu和Mn9種重金屬含量分析的影響,。當(dāng)As,，Cd，Zn,，Sn 和Hg等元素使用Pd(NO3)2+ Mg(NO3)2作為基體改進(jìn)劑時(shí)有利于吸光度的增加,，而NH4H2PO4作為基體改進(jìn)劑有利于Pb，Cr,，Cu和Mn吸光度的增加,。方法應(yīng)用于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，結(jié)果與推薦值相吻合,，方法RSD優(yōu)于7.0%,，各種重金屬方法檢出限均低于0.1223ng。儀器與試劑- Zeenit650P型原子吸收光譜儀( 德國耶拿公司),，配置橫向加熱石墨爐,、全自動固體進(jìn)樣器、固體進(jìn)樣石墨舟和熱解涂層石墨管,。- 空心陰極燈:As,，Cd，Zn,，Sn,，Hg，Pb,，Cr,，Cu,，Mn(北京有色金屬研究總院)。- 重金屬的標(biāo)準(zhǔn)儲備液(國家鋼鐵材料測試中心),。- 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:測定前將標(biāo)準(zhǔn)儲備液用HNO3(1+99)逐級稀釋至10～1000 μg /L 之間,。- 化學(xué)改進(jìn)劑0.05% Pd(NO3)2+0.025% Mg(NO3)2:稱取0.02500g Pd(NO3)2(AR) 和0.01250gMg(NO3)2(GR)溶于少量王水中,，電熱板蒸至近干,，用HNO3(1+99)定容到50mL。- 化學(xué)改進(jìn)劑0.5%NH4H2PO4: 稱取0.25000gNH4H2PO4(GR)溶于少量HNO3(1+99)中,，溶解后用HNO3(1+99)定容到50 mL,。- HNO3優(yōu)級純。- 實(shí)驗(yàn)用水為超純水,。
實(shí)驗(yàn)方法樣品在室溫下自然風(fēng)干,，粉碎研磨后過75μm，稱取0.2～2mg樣品至固體進(jìn)樣石墨舟里,，加入10μL化學(xué)改進(jìn)劑,。按表1的儀器參數(shù)進(jìn)行測定，記錄吸光度,，以標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算樣品中的As,，Cd，Zn,，Sn,，Hg，Pb,，Cr,，Cu，Mn含量,。若樣品中待測元素濃度較高,，可選用非靈敏線。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制采用標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,，取不同體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液至石墨舟里,，分別加入10μL 基體改進(jìn)劑，在上述條件下測定吸光度,，扣除背景后繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,。同時(shí)以10μL 基體改進(jìn)劑作為空白進(jìn)行測定。
結(jié)果討論化學(xué)改進(jìn)劑的選擇實(shí)驗(yàn)中采用與標(biāo)準(zhǔn)溶液共進(jìn)化學(xué)改進(jìn)劑的方式對單一和混合改進(jìn)劑進(jìn)行選擇,。取20μL標(biāo)準(zhǔn)溶液(100μg/L)至石墨舟里,，分別加入10μL1g/L Pd(NO3)2、0.5g/L Mg (NO3)2,、0.5g/L Pd(NO3)2+0.25g/LMg(NO3)2和5g/L NH4H2PO4化學(xué)改進(jìn)劑,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,，當(dāng)加入不同改進(jìn)劑時(shí)，吸光度均有不同程度的提高,，其中Hg添加不同改進(jìn)劑的增加倍數(shù)在2.4～5.8之間,，As添加不同改進(jìn)劑的增加倍數(shù)在2.7～4.9之間。通過比對,當(dāng)元素As,，Cd,，Zn，Sn,，Hg采用Pd(NO3)2+ Mg(NO3)2時(shí),其增大倍數(shù)分別為4.9,，2.2，2.7,，2.5和5.8,高于其他改進(jìn)劑的效果,，由于在干燥階段Pd和Mg能夠氧化物形式穿透到涂層下石墨中，當(dāng)在較高的灰化溫度下時(shí),，待測元素與Pd和Mg形成非常牢固的共價(jià)鍵使被測元素能夠承受更高的灰化溫度,。元素Pb，Cr,，Cu,，Mn采用NH4H2PO4作為化學(xué)改進(jìn)劑時(shí),其增大倍數(shù)分別為1.6，1.4,，1.4和1. 6,，由于在加熱過程中NH4H2PO4受熱分解產(chǎn)生NH3和Cl－形成NH4Cl揮發(fā)，同時(shí)形成的還原性氛圍減少金屬形成氯化物損失,，因此它是消除Cl干擾效果較好的化學(xué)改進(jìn)劑,。灰化溫度和原子化溫度的選擇在其他操作條件不變條件下,，考察灰化溫度對不同元素的吸光度的影響,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，不同元素的灰化溫度呈現(xiàn)較大差異,，溫度主要分布在200℃～1600℃,，其中HgCr最高。通過單因素實(shí)驗(yàn),，結(jié)果表明As,，Cd，Zn,，Sn,，Hg，Pb,，Cr,，Cu,，Mn分別在1100℃，800℃,，900℃,，1350℃，350℃,，800℃,，1400℃，1100℃,，1200℃溫度下時(shí),，吸光度最大，灰化溫度的不同從側(cè)面反應(yīng)這些物質(zhì)本身的性質(zhì),。通過單因素實(shí)驗(yàn)，在上述優(yōu)化條件下,，研究不同原子化溫度對9種元素的吸光度的影響,，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在一定溫度范圍內(nèi)，隨著原子化溫度的升高,，原子化學(xué)效率會提高,，從而光吸收增強(qiáng)，但到達(dá)一定溫度后,，升高溫度將不能提高吸光度,，甚至出現(xiàn)降低現(xiàn)象。通過本實(shí)驗(yàn)研究,，As,，Cd，Zn,，Sn,，Hg，Pb,，Cr,，Cu，Mn的最佳原子化溫度分別是2300℃,，1500℃,，2200℃，2350℃,，1500℃,，1900℃，2400℃,，2150℃和2100℃,。本實(shí)驗(yàn)選擇上述溫度作為各待測元素的灰化溫度和原子化溫度,。
方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限在上述測定條件下，各元素的吸光度值(A)和絕對質(zhì)量(m)在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,其中Cu的線性范圍最大,在0～2×10－ 2μg之間,，低也在0～2×10－ 3μg之間,。按實(shí)驗(yàn)方法對空白溶液(10μL基體改進(jìn)劑) 進(jìn)行11次平行測定，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以曲線斜率的計(jì)算方法得出檢出限,，結(jié)果見表2,。
