土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、S、P检测方案(微波消解仪)

analytikjenaAn Endress+Hauser Company 应用领域/工业：co 化学/高分子工业 临床化学/药学/保健/医疗卫生 化妆用品 电子工业 能源 环境/水/废弃物 食品/农业 地质/矿业 材料分析 冶金/电镀 药学 精炼厂/石油化学 半导体工艺 其他 ICP 法测试土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、P和 S 摘要：：本文用 HR-PQ9000 测试了土壤中 Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、P、S等微量成分。结果表明，标准曲线浓度低、范围宽、线性好、RSD小；分析结果与 AAS 法比对较好，同时土壤标样测得很准；用214.441nm测Cd， 土壤中106倍的 Fe不干扰，加标回收率为97.8%~106.4；Cd标准曲线为1~50ug/L，能测土壤中痕量 Cd， 达到了石墨水平，且线性范围宽得多；S、P测得较好，标准曲线能从 0.05mg/L做起，远紫外区的检测能力较强。 1 仪器介绍 11 PQ9000：)：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，开机即即。 122 7TOPwave 微波消解仪： PM60，12罐。 2 试验方法 211仪器参数 表1测试参数 名称 参数 观测方式 轴向 功率 1200 W 等离子体气流量 12 L/min 辅助气流量 0.5 L/min 雾化器流量 0.5 L/min 雾化器 玻璃同心雾化器，1.0 mL/min Phone +86 1065543849 Floor 13， Tower B， Fuhua Mansion 100027 Beiing· China 名称 参数 雾化室 玻璃旋流雾化室，50mL 中心管 石英，内径2 mm 进样泵速 1.0 L/min 背景扣除 静态一线性或非线性 积分时间 5s 测定次数 3 22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。 2.2.2Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、P、S单一标准储备溶液：1000 mg/L，市售。 2.2.3混合标准系列溶液：见表2. 表2混合标准系列溶液浓度 元素 标准系列号及浓度(mg/L) 1 2 3 4 5 6 Cd 0 0.0010 0.0030 0.0050 0.010 0.050 Cr Cu Ni Pb Zn 0 0.010 0.050 0.10 0.50 1.00 PS 0 0.050 0.10 0.50 1.00 5.00 硝酸(v/v) 5% 2.2.4国家环境土壤标准物质： ESS-4 (GSBZ50014-88)褐土。 23样品分解 2.3.1称取 0.25g(精确至 0.0001g)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； 在 ESS-4试样罐中再加入1000pg/LCd标准溶液 0.050mL。置微波消解仪中，在130、170、210℃各分解 10、20、20min。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，置电炉上低温加热赶酸(微沸)，直至高氯酸白烟冒尽。取下冷却后加入 5.0mL1+1硝酸和20mL水，再加热溶解盐类至试液清亮。冷却后转移定容于 50mL塑料容量瓶中。 3 结果与讨论 3.1测试结果 样品 质量 体积(mL) 元素 波长 (nm) 含量(ug/g) 平均值(ug/g) AAS 测定值(ug/g) 标准定值(ug/g) GP0338 0.2502 50 Cd 214.441 0.187 0.19 0.20 Cr 427.480 91.4 91.4 Cu 327.396 56.8 56.8 55.1 Ni 221.648 35.1 35.1 36.3 Pb 220.353 33.6 33.6 35.7 Zn 213.856 132 132 129 P 213.618 1.44×10 1.42×10 --- 178.224 1.41×10 S 182.565 553 554 181.975 555 ESS-4 0.2682 50 Cd 214.441 0.087 0.087 0.080 0.083±0.008 Cr 427.480 74.3 74.3 --- 70.4±4.9 Cu 327.396 26.0 26.0 25.0 26.3±1.7 Ni 221.648 31.9 31.9 32.3 32.8±1.7 Pb 220.353 21.8 21.8 24.6 22.6±1.7 Zn 213.856 68.9 68.9 69.1 69.1±3.5 P 213.618 476 466 492±50 178.224 456 S 182.565 66.9 66 --- 80±20 181.975 64.9 32标准曲线汇总 表4 标准曲线汇总 元素及波长(nm) 观测方式 浓度范围(mg/L) 线性拟合系数R RSD(%) 线性方程 Cd 214.4410 轴向 1/3/5/10/50ppb 0.99998 ≤2.34 I=1071.2c-78.0 Cr427.4796 轴向 0.01/0.05/0.1/0.5/1 0.99995 ≤4.54 I=292563.7c-244.7 Cu 327.3960 轴向 0.01/0.05/0.1/0.5/1 0.999998 ≤2.16 I=177718.4c+29.4 Ni 221.6477 轴向 0.01/0.05/0.1/0.5/1 0.99993 ≤0.69 I=275621.5c+15.5 Pb 220.3534 轴向 0.01/0.05/0.1/0.5/1 0.99996 ≤4.77 I=39899.4c-110.8 Zn 213.8560 轴向 0.01/0.05/0.1/0.5/1 0.99991 ≤0.88 I=455431.8c-520.0 P213.6182 轴向 0.05/0.1/0.5/1/5 0.99996 ≤2.13 I=7098.1c-98.4 P 178.2240 轴向 0.99993 ≤36.88 I=730.7c-10.1 S 182.5650 轴向 0.05/0.1/0.5/1/5 0.99992 ≤6.66 I=1395.8c+75.8 S 181.9750 轴向 0.99992 ≤5.99 I=1383.2c+27.5 333标准曲线图 Type Conc.[mg/L] Ints. SD RSD% Rem. Mean 130 143 109.67 150k 0.01 2886 131 4.54 Cal-Std2 00k 0.05 1442 104 0.72 00k 50k Cal-Std3 0. 29041 206 0.71 Cal-Std4 0.5 144758 255 0.18 Cal-Std5 292952 3103 1.06 OK OK 34讨论 (1)从测试数据看，标准曲线的浓度低——从1或10或 50p g/L开始，范围宽――跨三个数量级，可满足各种土壤样品的测试， RSD 小——绝大多数≤1%，线性拟合好——R=0.9999~0.99999，可选谱线多，充分表征了 PQ9000的高分辨率，高灵敏度和高稳定性。 (2)从测试结果看，本法与 AAS法比对得较好，ESS-4土壤标准物质的测定值也符合标准定值，说明准确度无疑。 (3)Cd的标准曲线能够做到0、1、3、5、10、50p g/L，已达到石墨炉的水平，但比石墨炉的线性范围宽，，i可测定从 0.0x~0.X~1X mg/kg 范围的各种土壤的 Cd。 其稳定性也已达到了石墨炉的水平，除11ppb 的 RSD 为 2.34%外，其他均≤0.8%，线性拟合系数高达 0.99998。对 ESS与4，与标准定值相比，其加标回收率在97.8%~106.4之间。如同连续光源原子吸收能用火焰法测土壤中 Pb、Ni一样， ICP 法能能土壤中低含量 Cd， 这是ICP 仪灵敏度的突破和飞跃。PQ9000 是目前市场上灵敏度最高、检出限最低的 ICP， 这源于它的高分辨率、尾焰消除好、轴向观测最佳、光室吹扫和稳定的等离子体。土壤是 成分复杂的天然矿物，既然能测土壤中 Cd，那就能测基体不太复杂、经多称样能富集的食品、药品和农产品等样品中的Cd。与 GF-AAS 法相比， ICP 法耐盐能力强，抗基体影响能力强，分析速度快。 (4)值得注意的是土壤中S、P的测定结果较好，说明 PQ9000 远紫外区的检测能力较强。 S、P是用其他方法不易测定的非金属元素之一。而一般ICP 仪测 S、P的灵敏度又不高，且需要提前长时间吹扫光室。PQ9000 吹扫光室用氩气又到等离子体再用，因此既可持续吹扫，提高紫外区灵敏度，又不额外消耗耗气。还有测 S、P一般不需要另外称样溶样，只是若样品中含有S2时，在加酸前进行简单的预处理，E，即先用溴水氧化，不使S²呈H2S 逃逸即可。 info@analytik-jena. comwww. analytik-jena.comAnalytik Jena GmbHPhone +aiX +loor Tower B， Fuhua Mansion Beiing · China info@analytik-jena. comwww.analytik-jena.comAnalytik Jena GmbHFaX + 结论：1、从测试数据看，标准曲线的浓度低——从1或10或50μg/L开始，范围宽——跨三个数量级，可满足各种土壤样品的测试，RSD小——绝大多数≤1%，线性拟合好——R=0.9999～0.99999，可选谱线多，充分表征了PQ9000的高分辨率，高灵敏度和高稳定性。2、从测试结果看，本法与AAS法比对得较好，ESS—4土壤标准物质的测定值也符合标准定值，说明准确度无疑。3、Cd的标准曲线能够做到0、1、3、5、10、50μg/L，已达到石墨炉的水平，但比石墨炉的线性范围宽，可测定从0.0X～0.X～1Xmg/kg范围的各种土壤的Cd。其稳定性也已达到了石墨炉的水平，除1ppb的RSD为2.34%外，其他均≤0.8%，线性拟合系数高达0.99998。对ESS—4，与标准定值相比，其加标回收率在97.8%～106.4之间。如同连续光源原子吸收能用火焰法测土壤中Pb、Ni一样，ICP法能测土壤中低含量Cd，这是ICP仪灵敏度的突破和飞跃。PQ9000灵敏度高、检出限低，这源于它的高分辨率、尾焰消除好、轴向观测最佳、光室吹扫和稳定的等离子体。土壤是成分复杂的天然矿物，既然能测土壤中Cd，那就能测基体不太复杂、经多称样能富集的食品、药品和农产品等样品中的Cd。与GF-AAS法相比，ICP法耐盐能力强，抗基体影响能力强，分析速度快。4、值得注意的是土壤中S、P的测定结果较好，说明PQ9000远紫外区的检测能力较强。S、P是用其他方法不易测定的非金属元素之一。而一般ICP仪测S、P的灵敏度又不高，且需要提前长时间吹扫光室。PQ9000吹扫光室用氩气又到等离子体再用，因此既可持续吹扫，提高紫外区灵敏度，又不额外消耗氩气。还有测S、P一般不需要另外称样溶样，只是若样品中含有S2-时，在加酸前进行简单的预处理，即先用溴水氧化，不使S2-呈H2S逃逸即可。