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耶拿ICP法测试土壤中Cd 和Pb

发布时间:2021-06-30   点击次数:266次

1 仪器介绍 1.1 PQ9000:耶拿高分辨率电感耦合等离子体发射光谱仪。蔡司技术光学系统,棱镜、中阶梯光 栅两级色散,光学分辨率 0.003nm,波长范围 160~900nm,波长准确度 0.0004nm。垂 直炬管,双向观测,氩气反吹消除尾焰,尾焰消除彻底。轴向、轴向扩展、侧向、侧向 扩展 4 种测量方式,适合各类(有机、高盐)样品分析,满足不同浓度的同时测量。高 量子效率和紫外高灵敏度的新一代 CCD 检测器,像素分辨率 0.002nm,同时记录元素线 与其直接光谱环境,自动扣除背景。自激式、40.68MHz、0.7~1.7KW 功率可调射频发 生器,各路气体均用质量流量控制器(MFC)控制,等离子体强劲稳定。吹扫光室、检 测器用氩气又到等离子体使用,既能持续吹扫,提高灵敏度,又不额外消耗氩气,运行 成体低。组合式炬管,卡擦式定位,操作方便。仪器无需预热,开机即测。 1.2 TOPwave 微波消解仪:PM60,12 罐。

 2.2 试剂和材料 2.2.1 硝酸为高纯,盐酸、氢氟酸、高氯酸为优级纯,水为一级,氩气为高纯。 2.2.2 Cd、Pb 单一标准储备溶液:1000 mg/L,市售。 2.2.3 Cd、Pb 单一标准溶液:Cd——0.10 mg/L,5%(v/v)硝酸;Pb——10.00 mg/L,5% (v/v)硝酸。 2.2.4 国家环境土壤标准物质:ESS-4(GSBZ50014-88)褐土——Cd 0.083±0.008mg/kg;Pb 22.6±1.7 mg/kg。 2.3 样品分解 2.3.1 称取 0.2500g 预先经 105~110℃干燥 2h 的土壤样品于 PM60 微波消解罐中,加入王水 4.0mL、氢氟酸 4.0mL 置 TOPwave 微波消解仪中分三步消解。同时做空白试验。 2.3.2 将消解冷却后的试液移入 50 mL 聚四氟乙烯烧杯中,加入 1.0mL 高氯酸,置电炉上低 温赶酸飞硅,直至高氯酸白烟冒尽,冷却后加入 5.0mL1+1 硝酸和 20mL 水,再加热使 盐类全部溶解,试液清亮。冷却后转移定容于 50mL 塑料容量瓶中。 2.4 标准样品标准加入校正曲线的配制:于 4 只 50mL 塑料容量瓶中,分别加入 2.2.3Cd 标准 溶液 0、0.50、1.50、2.50mL,再分别加入 2.2.3 Pb 标准溶液 0、0.75、1.50、2.50mL。 将按 2.3 样品分解方法同时分解好的 4 份(每份 0.2500g)ESS-4 土壤标准样品溶液分别 移入已加入 Cd、Pb 标准溶液的 4 只 50mL 塑料容量瓶中。用水稀释至标线,摇匀。该 标准系列的浓度为 Cd——0.42、1.42、3.42、5.42μg/L;Pb——0.113、0.263、0.413、 0.613 mg/L。以样品空白作标准曲线的 0,做校正曲线。

 

3 结果与讨论 3.1 测试结果

注:1 contrAA 700 是连续光源原子吸收光谱仪;ZEEnit 700P 是传统(空心阴极灯)原子吸收光谱仪。 2 AAS-FL 测 Pb 是用常规 Pb 标准曲线(0、0.10、0.30、0.50、0.70mg/L)法。 3 AAS-GF 测 Cd 也是用标准样品标准加入校正曲线法:0.2500g ESS-4 分解后定容 50mL 的加标浓度 为 0、0.40、0.80、1.20μg/L。所以校正曲线的浓度为 0、0.42、0.82、1.22、1.62μg/L。

3.3 讨论

(1) PQ9000 测土壤中 Cd 和 Pb 特别准确。这次测试是某大学测试中心对 PQ9000 和 contrAA700 的现场考核。Pb 用 ICP 和 AAS-FL 两法测定,结果非常一致,ESS-4 土壤标 样的 AAS-FL 也测得很准;Cd 用 ICP 和 AAS-GF 两法 3 台仪器(两台不同光源原吸)测 定,结果极其相近。ICP 法的标准样品标准加入校正曲线:RCd=0.99994,RSDCd≤2.25% (0.42PPb),其它<1%;RPb=0.9997,RSDPb≤1.36%。在 5g/L 的土壤基体中,将 0.42、 1.42、3.42、5.42ppb 如此低浓度的标准加入校正曲线测得至好。就该样品溶液及其校正曲线,我们也曾送到上海市 CDC 某高档 ICP-OES 上 测过,Pb 的结果与我们差不多,但 Cd 就未能测出,连校正曲线都测不出来。由此可 见,PQ9000 的灵敏度和稳定性是当今 ICP-OES 中最高的,测 Cd 等元素完全达到了石墨 炉水平,而且比石墨炉的线性范围宽得多。

(2)同类标准样品标准加入校正曲线测有基体影响的样品和元素极其准确。这次之所以用 该方法测土壤,是因为我们不知客户考核样品的含量范围,也没有时间去初测摸索。因 为用该曲线可测 Cd:0.02~2mg/kg,Pb:10~200 mg/kg,范围很宽,而且更准确。实 测结果均在未加标的第一个点以下,若是这样完全可用不加标的同类标样单点校正法 测。与 ICP-OES 有基体影响的还有 AAS-GF。用 AAS-GF 测土壤中 Cd,测奶粉中 Pb、 Cr、Cd,测酱油中 Pb、As 等高盐样品中的组分,若没有基体匹配,结果往往偏低。而 且称样量越多,定容体积越小,结果偏低越多。相比之下,ICP-OES 的基体影响比 AAS-GF 要小得多,其基体影响主要在低浓度时,如该样品中的 Cd。

(3)土壤中 Cd 和 Pb 是难测的两个元素。Cd 因为含量低,一般 耶拿ICP-OES 的灵敏度达不 到,所以通常是用 AAS-GF 或 ICP-MS 来测;Pb 因为 Al 的强干扰,Pb 220.3534nm 灵敏 线在 Al 的山坡上,常规的左右两点线性背景校正法测定结果总是偏低,因为 Al 的背景 强度比 Pb 的信号强度高好多倍,稍微多扣一点,Pb 的结果就严重偏低。但非线性背景 校正法,就能扣得很准,见下图。教育部 2013 年考核各高校的分析中心,AAS 和 ICP 的考核样品都是测土壤中 Cd 和 Pb,当然 ICP 测的 Cd、Pb 含量都比 AAS 的高。上述土 壤样品中的 Cd、Pb 含量较低,是属考核 AAS 的土壤。若 PQ9000 的灵敏度一般,若不 用该方法,很可能被“烤糊”。该测试方法和测试结果得到了某大学分析中心考察老师的 高度认可。

 

 

 

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