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耶拿ICP法測試土壤中Cd 和Pb
閱讀：1738 發(fā)布時(shí)間：2021-6-301 儀器介紹 1.1 PQ9000：耶拿高分辨率電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。蔡司技術(shù)光學(xué)系統(tǒng)，棱鏡、中階梯光 柵兩級色散，光學(xué)分辨率 0.003nm，波長范圍 160～900nm，波長準(zhǔn)確度 0.0004nm。垂 直炬管，雙向觀測，氬氣反吹消除尾焰，尾焰消除*。軸向、軸向擴(kuò)展、側(cè)向、側(cè)向 擴(kuò)展 4 種測量方式，適合各類（有機(jī)、高鹽）樣品分析，滿足不同濃度的同時(shí)測量。高 量子效率和紫外高靈敏度的新一代 CCD 檢測器，像素分辨率 0.002nm，同時(shí)記錄元素線 與其直接光譜環(huán)境，自動(dòng)扣除背景。自激式、40.68MHz、0.7～1.7KW 功率可調(diào)射頻發(fā) 生器，各路氣體均用質(zhì)量流量控制器（MFC）控制，等離子體強(qiáng)勁穩(wěn)定。吹掃光室、檢 測器用氬氣又到等離子體使用，既能持續(xù)吹掃，提高靈敏度，又不額外消耗氬氣，運(yùn)行 成體低。組合式炬管，卡擦式定位，操作方便。儀器無需預(yù)熱，開機(jī)即測。 1.2 TOPwave 微波消解儀：PM60，12 罐。
2.2 試劑和材料 2.2.1 硝酸為高純，鹽酸、氫氟酸、高氯酸為優(yōu)級純，水為一級，氬氣為高純。 2.2.2 Cd、Pb 單一標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：1000 mg/L，市售。 2.2.3 Cd、Pb 單一標(biāo)準(zhǔn)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 國家環(huán)境土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：ESS-4（GSBZ50014-88）褐土——Cd 0.083±0.008mg/kg；Pb 22.6±1.7 mg/kg。 2.3 樣品分解 2.3.1 稱取 0.2500g 預(yù)先經(jīng) 105～110℃干燥 2h 的土壤樣品于 PM60 微波消解罐中，加入王水 4.0mL、氫氟酸 4.0mL 置 TOPwave 微波消解儀中分三步消解。同時(shí)做空白試驗(yàn)。 2.3.2 將消解冷卻后的試液移入 50 mL 聚四氟乙烯燒杯中，加入 1.0mL 高氯酸，置電爐上低 溫趕酸飛硅，直至高氯酸白煙冒盡，冷卻后加入 5.0mL1+1 硝酸和 20mL 水，再加熱使 鹽類全部溶解，試液清亮。冷卻后轉(zhuǎn)移定容于 50mL 塑料容量瓶中。 2.4 標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)加入校正曲線的配制：于 4 只 50mL 塑料容量瓶中，分別加入 2.2.3Cd 標(biāo)準(zhǔn) 溶液 0、0.50、1.50、2.50mL，再分別加入 2.2.3 Pb 標(biāo)準(zhǔn)溶液 0、0.75、1.50、2.50mL。 將按 2.3 樣品分解方法同時(shí)分解好的 4 份（每份 0.2500g）ESS-4 土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液分別 移入已加入 Cd、Pb 標(biāo)準(zhǔn)溶液的 4 只 50mL 塑料容量瓶中。用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。該 標(biāo)準(zhǔn)系列的濃度為 Cd——0.42、1.42、3.42、5.42μg/L；Pb——0.113、0.263、0.413、 0.613 mg/L。以樣品空白作標(biāo)準(zhǔn)曲線的 0，做校正曲線。
3 結(jié)果與討論 3.1 測試結(jié)果
注：1 contrAA 700 是連續(xù)光源原子吸收光譜儀；ZEEnit 700P 是傳統(tǒng)（空心陰極燈）原子吸收光譜儀。 2 AAS-FL 測 Pb 是用常規(guī) Pb 標(biāo)準(zhǔn)曲線（0、0.10、0.30、0.50、0.70mg/L）法。 3 AAS-GF 測 Cd 也是用標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)加入校正曲線法：0.2500g ESS-4 分解后定容 50mL 的加標(biāo)濃度 為 0、0.40、0.80、1.20μg/L。所以校正曲線的濃度為 0、0.42、0.82、1.22、1.62μg/L。
3.3 討論
（1） PQ9000 測土壤中 Cd 和 Pb 特別準(zhǔn)確。這次測試是某大學(xué)測試中心對 PQ9000 和 contrAA700 的現(xiàn)場考核。Pb 用 ICP 和 AAS-FL 兩法測定，結(jié)果非常一致，ESS-4 土壤標(biāo) 樣的 AAS-FL 也測得很準(zhǔn)；Cd 用 ICP 和 AAS-GF 兩法 3 臺(tái)儀器（兩臺(tái)不同光源原吸）測 定，結(jié)果極其相近。ICP 法的標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)加入校正曲線：RCd=0.99994，RSDCd≤2.25% （0.42PPb），其它＜1%；RPb=0.9997，RSDPb≤1.36%。在 5g/L 的土壤基體中，將 0.42、 1.42、3.42、5.42ppb 如此低濃度的標(biāo)準(zhǔn)加入校正曲線測得至好。就該樣品溶液及其校正曲線，我們也曾送到上海市 CDC 某高檔 ICP-OES 上 測過，Pb 的結(jié)果與我們差不多，但 Cd 就未能測出，連校正曲線都測不出來。由此可 見，PQ9000 的靈敏度和穩(wěn)定性是當(dāng)今 ICP-OES 中最高的，測 Cd 等元素*達(dá)到了石墨 爐水平，而且比石墨爐的線性范圍寬得多。
（2）同類標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)加入校正曲線測有基體影響的樣品和元素極其準(zhǔn)確。這次之所以用 該方法測土壤，是因?yàn)槲覀儾恢蛻艨己藰悠返暮糠秶?，也沒有時(shí)間去初測摸索。因 為用該曲線可測 Cd：0.02～2mg/kg，Pb：10～200 mg/kg，范圍很寬，而且更準(zhǔn)確。實(shí) 測結(jié)果均在未加標(biāo)的第一個(gè)點(diǎn)以下，若是這樣*可用不加標(biāo)的同類標(biāo)樣單點(diǎn)校正法 測。與 ICP-OES 有基體影響的還有 AAS-GF。用 AAS-GF 測土壤中 Cd，測奶粉中 Pb、 Cr、Cd，測醬油中 Pb、As 等高鹽樣品中的組分，若沒有基體匹配，結(jié)果往往偏低。而 且稱樣量越多，定容體積越小，結(jié)果偏低越多。相比之下，ICP-OES 的基體影響比 AAS-GF 要小得多，其基體影響主要在低濃度時(shí)，如該樣品中的 Cd。
（3）土壤中 Cd 和 Pb 是難測的兩個(gè)元素。Cd 因?yàn)楹康停话?耶拿ICP-OES 的靈敏度達(dá)不 到，所以通常是用 AAS-GF 或 ICP-MS 來測；Pb 因?yàn)?Al 的強(qiáng)干擾，Pb 220.3534nm 靈敏 線在 Al 的山坡上，常規(guī)的左右兩點(diǎn)線性背景校正法測定結(jié)果總是偏低，因?yàn)?Al 的背景 強(qiáng)度比 Pb 的信號強(qiáng)度高好多倍，稍微多扣一點(diǎn)，Pb 的結(jié)果就嚴(yán)重偏低。但非線性背景 校正法，就能扣得很準(zhǔn)，見下圖。教育部 2013 年考核各高校的分析中心，AAS 和 ICP 的考核樣品都是測土壤中 Cd 和 Pb，當(dāng)然 ICP 測的 Cd、Pb 含量都比 AAS 的高。上述土 壤樣品中的 Cd、Pb 含量較低，是屬考核 AAS 的土壤。若 PQ9000 的靈敏度一般，若不 用該方法，很可能被“烤糊”。該測試方法和測試結(jié)果得到了某大學(xué)分析中心考察老師的 高度認(rèn)可。
