土壤保水劑主要是由鋸末子和蛭石組成的,蛭石的主要成分是(Mg,Fe,Al)3[(Si,Al)10](OH)2·4H2O,常變化不定,經灼燒后呈銀白色,體積可膨脹18~25倍。隨著淡水資源的日益短缺,干旱耕地面積的不斷擴大。為了充分利用有限的水資源,土壤保水劑在干旱地區得到了廣泛的推廣和使用。保水劑中有害的元素就應該做出相應的評價。筆者用石墨爐原子吸收法,在不用任何基體改進劑的條件下測定了鉛、鎘。結果表明,該方法是分析土壤保水劑中鉛,鎘的有效分析方法。
1 實驗部分
1.1 儀器與工作條件
美國PerkinElmer公司AA700型原子吸收分光光度計;鉛,鎘空心陰極燈(PerkinElmer公司);平臺石墨管(PerkinElmer公司);儀器工作參數見表1,石墨爐程序見表2。載氣(氬氣)流量250mL/min(原子化階段停氣)。
表1 儀器工作參數①
元素 | 波長 (nm) | 燈電流 (mA) | 光譜通帶 (nm) | 進樣量 (mL) | 測量方式 |
鉛 | 283.3 | 10 | 0.7 | 20 | 吸收-背景 |
鎘 | 228.8 | 7 | 0.7 | 20 | 吸收-背景 |
①以氘燈校正背景吸收。
表2 石墨爐升溫程序參數
元素 | 干燥溫度 θ/℃ | 灰化溫度 θ/℃ | 原子化溫度θ/℃ | 除殘溫度θ/℃ | 測量方式 |
鉛 | 90~140 | 500 | 1500 | 2600 | 吸收-背景 |
鎘 | 90~140 | 400 | 1400 | 2400 | 吸收-背景 |
1.2 主要試劑
Pb、Cd標準儲備液均為1 mg/mL,同時稀釋成工作液,其濃度分別為100 mg/L、5 mg/L,以上均為1%HNO3(V/V)介質,工作液現用現配。
1.3 樣品分析
準確稱取1~2 g(到0.0005 g)樣品于光滑的瓷坩堝中,置于550℃馬弗爐中灼燒1~2 h,取出冷卻至室溫。(也可不經灼燒,將樣品直接放入聚四氟乙烯坩堝中,按以下步驟直接消化),然后移入50 mL聚四氟乙烯燒杯(或坩堝中)中,用蒸餾水潤濕,加入硝酸3 mL,氫氟酸10 mL(放置過夜),置于電熱板上加熱溶解,蒸發至干(如果樣品未被*分解可酌情補加5 mL氫氟酸),加1+1高氯酸1mL,繼續加熱至白煙冒盡,取下冷卻。加1+1硝酸1mL溫熱溶解鹽類,移入50 mL容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻,按儀器工作條件同標準溶液同時測定。
1.4工作曲線繪制
分別取鉛100 mg/L及鎘5 mg/L的工作液于自動進樣器的樣品杯中,由儀器自動配制成0.0、20.0、40.0、60.0、80.0、100.0 mg/L鉛的標準系列和0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mg/L鎘的標準系列。以上均含1%(V/V)HNO3介質。
以元素濃度(mg/L)對吸光度繪制工作曲線(通過零點非線性)標準曲線,Pb和Cd相關系數分別為0.9999和0.9998。
2 結果與討論
2.1 樣品前處理條件試驗
由于土壤保水劑中含有機質比較高,用濕法直接消解樣品會造成分解時間較長,樣品經灼燒后再用濕法進行分解會大大縮短分析時間。實驗表明,兩種分解樣品的方法的分析結果*一致。
2.2 干擾試驗
試驗了1 mg Pb,0.05 mg Cd加180 mg Al,80 mg Fe,10 mg Ca、Mg、K、Na,5 mg Ti、Mn、Zn、Cu等對測定的干擾,結果表明均無干擾影響。
2.3 檢出限及精密度
對兩種元素全程序空白值經過多次測定,以3倍標準偏差計算出Pb、Cd檢出限分別為0.1 mg/kg和0.007 mg/kg,能夠滿足土壤保水劑Pb、Cd元素的分析要求。
按試驗方法對某一土壤保水劑樣品進行了12次重復分析,試驗結果見表3。
表3 精密度試驗
被測元素 | Pb | Cd |
測定結果(12次) (mg/kg) | 13.6 14.0 13.8 14.6 14.0 13.9 14.2 14.6 13.6 14.1 14.3 13.9 | 0.080 0.078 0.090 0.080 0.089 0.092 0.078 0.087 0.084 0.093 0.096 0.087 |
平均值(mg/kg) | 14.4 | 0.090 |
標準偏差s | 1.34 | 1.56 |
相對標準偏差 RSD/% | 2.78 | 2.87 |
由此可見,該方法具有良好的精密度,因此能夠滿樣品測量精度的要求。
2.4 加標回收試驗
對Pb、Cd分別做了3個添加水平的試驗,回收率見表4。
表4 加標回收試驗
項目 | Pb | Cd | ||||
添加水平(mg/L) | 10.0 | 40.0 | 80.0 | 0.50 | 2.0 | 4.0 |
測定值 | 10.2 | 39.0 | 78.0 | 0.52 | 1.9 | 3.9 |
加標回收率(%) | 102 | 98.0 | 94.0 | 104 | 98.0 | 98.0 |
3 參考文獻
[1] 陳港泉,毛振才.石墨爐原子吸收法測定綠色食品農田腐殖土中的鉛,鉻,鎘[J].分析測試技術與儀器,2000,6(2):82—85.
[2] 劉鳳枝.農業環境監測使用手冊[M].中國標準出版社,2001:93—96.
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