微波消解-石墨炉原子吸收法测定土壤中的铜含量
摘要:土壤样品经微波消解处理后,采用石墨炉原子吸收法测定土壤中的铜含量。用工作曲线定量,铜的检出限为0. 5 ug/L,RSD<5%(n=10),加标回收率未93.1%-98.0%。结果表明,该法简便快速,适用于土壤中铜的测定,其精密度及准确度良好。
关键词:微波消解;石墨炉原子吸收;土壤;铜
铜是农作物生长发育所必须的营养元素,然而铜也是导致土壤污染的重要金属之一,当土壤中铜含量超过一定浓度时,将对作物生长发育及产量产生影响。植物铜中毒会出现失绿症,主要是由缺铁引起的,另外铜毒害抑制光合电子转移,而且破坏光系统,导致光合作用及产量下降。铜在植物体内积累,进一步通过食物链进入人体,如在人体含量过剩,会引起肝硬化、腹泻、呕吐、运动障碍和知觉神经障碍。
为此,检测土壤中铜的含量对于整治土壤,减少铜对人类的危害具有现实而深远的意义。
1材料与方法
1.1试剂
浓硝酸(GR),氢氟酸(GR)。
微波消解液︰HNO3︰HF (4︰1 体积比)。
Cu标准液︰用1.00 mg/L Cu标准储备液逐级稀释100.0 ug/L的标准工作液。
去离子水。
1.2仪器
微波消解系统:加拿大欧罗拉公司TRANSFORM680型微波消解系统,配备其高压消解罐(800PSI)。
石墨炉原子吸收分光光度计:加拿大欧罗拉公司TRACE1200型原子吸收分光光度计(配自动进样器、横向加热石墨管),Cu空心阴极灯。
1.3样品制备
土壤样品风干,通过2 mm尼龙筛,混匀,再用玛瑙研钵将其研磨至全部通过100目尼龙筛,混匀后备用。
1.4微波消解
准确称取制备好的样品0.5000 g加入微波消解炉的TFM内罐中,加入10.0mL消解剂,按表1微波消解程序进行消解。加热结束后,待温度降至低于60 ℃后取出消解罐,在通风橱内将样品转移至预先洗净的100 mL样品瓶中,用少量去离子水洗涤TFM内罐几次,洗液也转移至样品瓶中,用去离子水定容,待测定用。用同样的方法制备样品空白溶液。
1.5样品测定
由自动进样器吸取20 uL样品待测液于石墨炉中进行原子吸收分析,采用氘灯自动背景校正。
如果测得样品吸光值在标准曲线之外,请适当稀释。
1.6实验条件
微波消解程序见表1。
表1 微波消解程序
升温时间/min | 设定温度/℃ | 保温时间/min |
2 | 100 | 4 |
1 | 130 | 3 |
1 | 160 | 3 |
1 3 | 190 100 | 10 3 |
石墨炉工作条件为:检测波长324.8 nm,狭缝0.6 GF nm,灯电压289V,灯电流6.0mA,进样量20 uL,测量方式:峰高积分。石墨炉升温程序见表2。
表2 石墨炉升温程序
步骤 | 温度/℃ | 斜坡时间/s | 保持时间/s | 气体流量(L/min) | 测量吸光值? |
1 | 60 | 0 | 2 | 2 | 否 |
2 | 80 | 2 | 5 | 5 | 否 |
3 | 90 | 15 | 2 | 5 | 否 |
4 | 110 | 15 | 5 | 5 | 否 |
5 | 150 | 5 | 5 | 5 | 否 |
6 | 800 | 0 | 2 | 2 | 是 |
7 | 2500 | 0 | 2 | 2 | 否 |
8 | 60 | 0 | 5 | 4 | 否 |
2结果与讨论
2.1标准曲线的绘制
以自动进样器分别吸取100.0 ug/L的Cu标准溶液0、2、4、6、8、10、12、16、20 uL,及相应量的稀释剂(1%硝酸),按所选工作条件,进样量20uL,对应浓度为别为0、10、20、30、40、50、60、80、100 ug/L,测定一系列Cu标准液的吸光度。以Cu标准液浓度为横坐标,吸光值为纵坐标,作图1。
图1 Cu标准曲线
按照试验方法,取空白溶液平行测定10次,求得Cu的检出限为0.5 ug/L。
2.2加标回收试验及精密度试验
随机取5个样品,加标50.0 ug/L,测定其Cu含量及加标回收率,结果见表3。对同一样品进行10次平行测定,RSD结果见表3。
表3 Cu的回收率和检测精密度
样品 | Cu含量/( ug/L) | 回收率/% | RSD/% |
1 | 20.18 | 94.2 | 3.34 |
2 | 20.25 | 96.6 | 3.80 |
3 | 20.29 | 98.0 | 3.25 |
4 | 20.14 | 93.1 | 3.57 |
5 | 20.23 | 95.0 | 3.69 |
由表3可知,本方法的加标回收率在93.1 %~98.0 %,说明本方法有较高的准确性,而RSD<5 %,说明本法的重复性较好。
3结论
利用加拿大欧罗拉TRANSFORM680型微波消解系统,配合TRACE1200型原子吸收分光光度计。用微波消解-石墨炉原子吸收法测定土壤中的铜灵敏度高,精密度好,该方法r=0.999,回收率高,重现性好。