石墨炉原子吸收光谱仪对土壤中的铍 (Be) 元素进行测定
时间:2021-08-08 阅读:4510
摘要:本文介绍了采用 Agilent 240Z 石墨炉原子吸收光谱仪测定土壤中铍 (Be) 元素的方法。该 方法采用电热板加热四酸消解方式、配备一体化热解涂层石墨管的 240Z 横向塞曼石墨 炉,并以硝酸钯作为基体改性剂,对多种土壤标准物质进行验证测试。测定值在标准物质 标准值范围内,方法检测限和精密度*建设用地土壤污染风险筛选值和管制值中 Be 元素的*,对土壤中 Be 的测定具有重要的应用价值。
前言:随着土壤普查和土壤污染风险检测的大力开展,土壤中重金属元 素的分析已经成为环境检测领域的重要工作,铍元素及其化合物 具有毒性,土壤中铍超过一定含量,将导致植物中毒;铍以烟雾 或粉尘形式经呼吸道、消化道和皮肤进入人体能引起多种疾病; 快速、准确的分析土壤中铍含量对于土壤普查和土壤污染治理工 作具有非常重要的意义。 由于土壤基质及其复杂,而其中铍含量很低,基质效应对测定结 果的准确度有很低影响。如何准确测定土壤中低含量的铍对于样 品的前处理方法和仪器的基质耐受性具有严格的要求。本方法中 采用电热板盐酸、硝酸、氢氟酸和高氯酸四酸溶解样品,采用 Agilent 240Z 石墨炉原子吸收光谱仪,标准一体化纵向加热热解 涂层石墨管和横向塞曼背景校正技术,硝酸钯做为基体改性剂进 行测试,方法中对于样品的消解条件、仪器测试条件包含升温程 序、基体改性剂的选择和用量等条件进行研究和优化,有效扣除 了土壤基质的背景干扰;方法成本低,分析结果具有较高的精密 度和准确度,检测限和定量限*《GB36600-2018 土壤环境 质量 建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》的低筛选和管 制值要求,可准确快速的进行土壤中铍 (Be) 的测定,为建设用地 土壤和全国土壤普查中铍的测定提供了有效的参考方案。
实验部分:试剂和样品 盐酸(优级纯,Sigma);硝酸(优级纯,Sigma);氢氟酸(优 级纯,Sigma);高氯酸(分析纯,国药);硝酸钯(光谱纯,安 捷伦部件号 5190-8336);所用实验用水为 Milli-Q 超纯水系统制 备的高纯去离子水。10 μg/mL 铍元素标准溶液(安捷伦部件号 5190-8565)。 市售土壤成分分析标准物质:泛平原沉积物成分分析标准物质 GBW07385 (GSS-29)、GBW07386 (GSS-30)、GBW07388 (GSS32)、GBW07390 (GSS-34) 和 GBW07391 (GSS-35)。 仪器和设备 Agilent 240Z 原子吸收光谱仪,配备 PSD120 自动进样器、安捷 伦铍 (Be) 元素空心阴极灯和一体化热解涂层石墨管。 标准品配制 铍 (Be) 标准储备液:5 ng/mL;采用 1% 硝酸溶液逐级稀释 10 μg/mL 标准溶液而制得。 基体改性剂:1% 硝酸钯(光谱纯,安捷伦部件号 5190-8336),直接使用。 校准标样:采用 Agilent 240Z 石墨炉原子吸收光谱仪自动进样器 自动配制,浓度分别为 0、1.0、2.0、3.0、4.0 和 5.0 ng/mL。 样品前处理 按照 GB17378.5-2007 测定土壤标样的含水率。 准确称取 0.2000 g 土壤成分分析标准物质到 50 mL 聚四氟乙烯 烧杯中,用少量水润湿,加入 10 mL 盐酸;置于电热板上 100 °C 低温消解 0.5 小时;然后依次加入 5 mL 硝酸、2 mL 氢氟酸,加 盖置于电热板上,120 °C 消解 1.0 小时;冷却后加入 2 mL 高氯 酸,加盖置于电热板上,160 °C 加热 1 小时后开盖继续加热至 白烟赶净,内容物呈粘稠状;取下冷却后,加入 2 mL 硝酸,在 电热板上低温溶解残渣(若残渣不溶解,可以重复上述消解过 程);待溶液清澈,将其转移至 25 mL 容量瓶中并用高纯去离子 水定容。该溶液经高纯水进一步稀释 10 倍后上机测定。同时配 制样品空白。
石墨炉原子吸收升温程序的优化 土壤样品复杂,基体干扰严重,且铍 (Be) 元素含量较低,如果 要准确测定,基体改性剂的选择和温度程序的优化尤为重要。本 方法采用 1% 硝酸钯作为基体改性剂,配合横向塞曼背景校正技 术,可有效消除基质带来的背景干扰。240Z 石墨炉原子吸收光谱 仪可利用内置的可视彩色摄像头优化并确认最佳的干燥温度和时 间,内置的 SRM(表面响应技术)自动优化加入基体改性剂后的 灰化和原子化温度。对标样和样品消解液分别运行 SRM 程序, 获得最佳的灰化和原子化温度与时间。最终确定的石墨炉升温程 序如表 2 所列。
结果与讨论 标准曲线 进样分析浓度分别为 0、1.0、2.0、3.0、4.0 和 5.0 ng/mL 的铍 (Be) 校准标样(其中含 1% 硝酸钯),绘制校准曲线,并进行线性 回归分析;结果图 1 所列,表明在 0.00–5.0 ng/mL 的浓度范围 内,铍 (Be) 浓度与吸光度之间具有良好的线性关系。
方法检测限 根据原子光谱方法检测限的定义,对制备空白溶液重复测定 10 次, 根据 3 倍吸光度的标准偏差除以标准曲线斜率,再乘以样品稀释 倍数,得出针对固体样品中铍的方法检测限为 0.12 mg/kg,测定 下限为 0.36 mg/kg,*《土壤环境质量 建设用地土壤污 染风险管控标准(试行)》(GB36600-2018) 中低筛选和管制值 15 mg/kg 的要求。
结论 本研究采用电热板四酸消解方式,使用配备标准一体化热解涂层 石墨管的 Agilent 240Z 石墨炉原子吸收光谱仪,并以硝酸钯为基 体改性剂,对土壤中的 Be 元素进行分析。结果表明,该方法具 有良好的检测限、准确度和精密度,*建设用地土壤污染 风险筛选值和管制值中 Be 元素的*。
参考文献 1. GB36600-2018 土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准 2. HJ737-2015 土壤和沉积物 铍的测定 石墨炉原子吸收法 3. GB17378.5-2007 海洋监测规范第五部分:沉积物分析