【儀器儀表網(wǎng) 專(zhuān)題推薦】土壤中重金屬元素的分析方法：原子熒光法、火焰/石墨爐原子吸收法、ICP-OES、X射線(xiàn)熒光法及ICP-MS法等等。為推動(dòng)第三次全國(guó)土壤普查，為各位介紹火焰/石墨爐原子吸收方法檢測(cè)土壤中重金屬元素的疑難問(wèn)題及解讀。

01

土壤前處理消解樣品為什么要消解到澄清透明?

由于土壤中的元素在酸消解過(guò)程中，浸出能力不同，有的元素容易浸出，比如Cd，使用半消解(不完全消解)測(cè)試結(jié)果也是比較準(zhǔn)確可靠的、Hg元素使用王水水浴加熱防止元素?fù)p失;但是有的元素很難浸出，或包裹在土壤硅晶體中或本身為惰性元素，很難與其他試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，比如鉭和鈮，需加入里硫酸還能將其溶出。所以要根據(jù)測(cè)試元素的特性，選擇消解方式。但是在測(cè)試元素種類(lèi)較多且元素性質(zhì)相近的情況下，應(yīng)將樣品消解到澄清透明，以免后續(xù)再次消解。

02

有沒(méi)有不消解就可以分析土壤樣品的方法?怎么做的?

對(duì)于含量較高的元素(0.0X%以上)的元素可采用XRF測(cè)定，此方法可測(cè)試濃度范圍大、對(duì)樣品無(wú)破壞性，可快速了解未知物的組成和大概含量，但是靈敏度不高，痕量元素的分析依然很難準(zhǔn)確。對(duì)于痕量元素的測(cè)試，可采用原子吸收固體直接進(jìn)樣技術(shù)直接分析土壤粉末，無(wú)需樣品前處理，可避免土壤消解過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)、試劑使用消耗大，易污染元素kong白難以控制的問(wèn)題，更加簡(jiǎn)單高效地完成做樣分析。

03

原子吸收測(cè)定土壤中的Cd需要注意些什么?灰化及原子化溫度怎么樣進(jìn)行設(shè)置?

需注意以下幾點(diǎn)：

(1)前處理宜采用半消解法或微波消解法，避免加入高氯酸，高氯酸的加入易和待測(cè)元素在灰化過(guò)程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成損失，使得測(cè)試結(jié)果偏低;

(2)由于土壤基體復(fù)雜，為提高灰化溫度，降低基體干擾，應(yīng)加入基體改進(jìn)劑。一般采用0.1%硝酸鈀或1%磷酸二氫銨，或兩者混合基改。加入基體改進(jìn)劑后，灰化溫度和原子化溫度應(yīng)適當(dāng)提高，灰化溫度可由zui初的250℃提高至600-800℃，背景信號(hào)大大降低，原子化溫度也應(yīng)相應(yīng)提高至1700-2100℃。若樣品含量較高，也可通過(guò)樣品稀釋降低背景干擾。

(3)由于Cd為低溫元素，且土壤基體非常復(fù)雜，可使用平臺(tái)石墨管測(cè)試。在升溫過(guò)程中，由管壁通過(guò)熱輻射的方式加熱樣品，升溫更加溫和，更容易達(dá)到管內(nèi)熱平衡，可推遲背景的信號(hào)的出峰時(shí)間，使得元素峰的背景干擾更小。

04

當(dāng)石墨爐分析kong白測(cè)出來(lái)很高時(shí)，可能的原因是什么?怎么解決?

(1)、判斷儀器石墨管是否是有上次樣品殘留導(dǎo)致，或是石墨爐腔體不干凈導(dǎo)致。

解決：清潔石墨爐腔體，空燒石墨管，并通過(guò)測(cè)試空氣，驗(yàn)證儀器本底信號(hào)在比較低的水平。

(2)、判斷是否是使用的試劑純度不夠?qū)е聦?dǎo)致kong白信號(hào)值高。一般測(cè)試土壤中的Pb和Cd元素時(shí)，試劑使用國(guó)藥優(yōu)級(jí)純即可，但是要測(cè)試低濃度的Cr元素時(shí)(ppb級(jí)別)，應(yīng)注意盡量使用純度更高的試劑。解決方式：換純度更高的試劑進(jìn)行消解。

(3)、判斷是否是由于過(guò)程污染導(dǎo)致。

解決：對(duì)實(shí)驗(yàn)使用的容器、移液管等玻璃器皿，需使用20%HNO3浸泡至少24h，后用超純水清洗干凈后使用，zui大程度避免器皿殘留沾污。或是采用一次性刻度離心管，也避免此類(lèi)問(wèn)題。注意，由于玻璃中主要成分含有大量的鈣、鈉、鎂、硅等元素，所以在低濃度樣品配制過(guò)程中，應(yīng)注意避免使用玻璃容量瓶，防止容量瓶浸出，使得kong白增高。

05

AAS當(dāng)碰到樣品測(cè)定加標(biāo)回收率不佳時(shí)怎么解決?

(1)確定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理：確定樣品加標(biāo)濃度是否合適是否匹配樣品本身濃度，以及是否達(dá)到儀器的方法檢出限。一般樣品的加標(biāo)濃度應(yīng)該在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)范圍內(nèi)，并且滿(mǎn)足儀器方法檢出限前提下，和樣品本身的濃度相近測(cè)試zui為準(zhǔn)確，例如，土壤樣品某元素濃度為0.5ppm時(shí)，加標(biāo)濃度zui好也在0.5ppm左右，加標(biāo)0.1ppm可能達(dá)到回收率不佳的結(jié)果;

(2)確認(rèn)實(shí)驗(yàn)操作有無(wú)失誤，比如檢查移液槍是否有沾液現(xiàn)象，或移液槍不準(zhǔn)確;

(3)確認(rèn)儀器進(jìn)樣過(guò)程正常，石墨爐進(jìn)樣針無(wú)掛液、火焰進(jìn)樣管無(wú)污堵等情況;

以上問(wèn)題確認(rèn)無(wú)誤后，判斷是否是儀器方法的問(wèn)題：由于土壤樣品基體復(fù)雜，待測(cè)元素易與其他組分發(fā)生化學(xué)作用，影響測(cè)試元素化合物解離及原子化，所以需要對(duì)儀器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化：

(4)火焰法方法優(yōu)化：

a、可優(yōu)化樣品的燃助比、燃燒頭高度，讓樣品中的元素盡可能完全原子化;

b、可適當(dāng)添加釋放劑和保護(hù)劑消除干擾，例如，在空氣乙炔火焰中，磷酸根會(huì)對(duì)鈣產(chǎn)生干擾，可通過(guò)加入氯化鍶、氯化鑭等試劑消除磷酸根對(duì)鈣的干擾。優(yōu)化儀器條件和實(shí)驗(yàn)方法后，再進(jìn)行測(cè)試;

c、可采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)試，消除由于標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品基體差異造成的數(shù)據(jù)偏差，若樣品數(shù)量多，且種類(lèi)一致，也可采用標(biāo)準(zhǔn)加入校正法。

(5)石墨爐方法優(yōu)化：

a、可優(yōu)化樣品的灰化溫度和原子化溫度，結(jié)合吸光度值和譜圖共同判斷，基本原則為灰化溫度為在保證待測(cè)元素不揮發(fā)損失情況下，盡可能提高灰化溫度盡可能去掉樣品共存基體，減少背景吸收，原子化溫度為在產(chǎn)生zui大信號(hào)時(shí)的zui低溫度確定為原子化溫度，有利于延長(zhǎng)石墨管使用壽命。

b 、可適當(dāng)添加基體改進(jìn)劑，使得灰化溫度提高去除更多的基體，減少背景干擾。

c、 可采用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)試，消除由于標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品基體差異造成的數(shù)據(jù)偏差，若樣品數(shù)量多，且種類(lèi)一致，也可采用標(biāo)準(zhǔn)加入校正法。