光谱仪测定案例--ICP光谱仪测定土壤中全磷和全钾

土壤分析的实际工作中,客户经常需费获取同一土壤样品中的全磷和全钾含度的数据，而常规的分析方法中此两项指标要分别采用不同方法来测定，测定全磷采用分光光度法⑴，测定全钾釆用火 焰光度法或原子吸收法井旦要釆用不同的方法消解样品。电感耦合等离子体发射光谱仪ICP-OES双向观测同时测定土壤中K 和P已有报导本文提岀微波消解土壤，等离子体发射光谱垂直观测同时测定土壤中的全磷和全钾的快速检测方法.也有较好的效果，试验了数种 酸体系消解土壤样品的方法，以HNO, - H₂O₂ - HF、王水-HF酸体系消解较为完全，并且测定结 果符合善求.其中王水-HF酸体系消解样品的测 定结果最为准确。试验找到消除ICP-OES测定全 钾干扰的方法。试验进行了消解条件、仪器工作参数、分析条件的优化。进行了标椎土.壤GBW0704的平行试验，全磷和全钾的测定值均符合标准值, 精密度RSD分别为0.4 %. 2.0 %,;全磷、全钾 工作曲线的相关系数均为0.9999。
1、材料与方法
11仪器与试剤
微波消解仪。
 全谱直读 ICP-OES 仪。固定中阶梯光栅；波长范围165- 800 nm； 色散率0.06 nm/mm (200 nm); RF发生器頻率 40.68 MHz；同心雾化器；旋流雾室；三层同心石英炬管；垂直观测。
微波控温加热板
各元素标准母液为北京国家标准物质研究中心 的国家标准单元素溶液，稀释液以0.5 mol / L HNO,溶液.逐级稀释至所需的系列标准工作溶液。
所用试剤均为优级纯，水为二级去离子水。标 准土壤GBW07404.
所使用的玻璃容器均用洗涤剂于超声波清洗仪 洗净.水冲洗干净晾干.再置于1+2 HNO,洗液中 浸泡24 h以上，水冲洗数遍晾干，备用。
1.2样品消解
万分之一天平准确称取0.2500标准土壤样品. 置于变性特氟隆消解罐内.加8ml.王水和3.5mL HF,密闭。程序升温：20 min阶梯升温至185度, 保持5 min_o待消解罐温度降至近室温.取出消解罐.置于控温加热板.220 度加热至近干(呈现湿 盐半流动状)；取下消解罐加3 mt 1+1 HC1溶液， 再置于控温加热板上加热至沸溶解试样.取下.加约lOmL水,摇匀，转移溶液至50 mL容量瓶中， 用水定容.消解罐液澄清,透明，备用。样品取5 个平行.空白试验同时进行。
1.3测定方法与仪器1：作参数
采用标准曲线法进行测定。钾元素工作曲线的 标准溶液浓度为0、10、20、40、80、 100 mg/ L。磷元素工作曲线的标准溶液浓度为0、0.5、 1.0、3.0、6.0、10.0 mg/L,对所有不同浓度标准溶液依次曝光并制出工作曲线；样品一次曝光测定。
仪器工作参数：入射功率12 kW；载气压力 234 kPa；冷却气流量19 L / min；辅助气流址 0.1 L/min；试液提升量1.2mL/min试液 提升时间45s枳分时间30s；取一次测量值2
结果与分析
2.1分析线的选择与方法检出限
每个元素均选择多条谱线同时测定.观察样品中各元素的每个谱图，选择光谱干扰较少的灵敏谱 线为测试的分析线。光谱干扰较少的灵敏谱线的测试图见图1,光谓干扰较多的灵敏浴线的测试图见 图2。

用II个样品空白溶液迸行测试，取响应值的3 倍标准偏差所对应的浓度为各元素的方法检岀限C

分析线和检测限见表1。
表1元素分析线及检出限

22样品消解
分别试验了 HNO,-H₂O₂ 王水、HNO3-HF、 HCl-HF. HNO3-H2O2-HF.王水-・HF等酸体系 消解样品（不采用较危险的HNO,-HCIO4,以 HNO3-H2O2-HF （6 mL+ 2 mL+ 3.5 mL ）、王 水-HF（8mL+3.5 mL） 酸体系消解样品较为完 全.井且测定结果符合要求（样品测定結果见表 2）,其他酸体系拍餌样品不够完全，因而未上机测
定。其中王水-HF酸体系消解样品的测定结果最为准确，因此, 样品的方法本文仅介绍王水・HF故体系消解

注：1:结果表示标准值±标准偏差 •测定值±标准偏差.n=5.
2・K元素含量传化为K2O表示的转化系数为1.2046；以K20表示标准值（1.03±0.09）%
2.3分析参数的优化
2.3.1减少干扰的优化
釆用王水-HF酸体系微波消解样品，硅与HF 反应，并且硅在敞开加热时被挥发，消解溶液中硅 组分的干扰被消除。消解待测液中含HC1仅为3%. 酸效应可忽略不计。盐效应干扰和化学干扰对钾测定有一定影响，通过添加不同的改进剤（以王水-HF般体系消解样品的试样进行试验，结果见表 3),发现销酸铯能有效去除此干扰.添加量为标准 溶液中含硝酸铯450mg/L，消解待测液中含硝酸450 mg/L(含硝酸铯的浓度为钾元素浓度 的5-10倍时效果好)。所选的分析线中.在样品 的实际测定中钾元素未发现有光谱干扰，磷元素有简单平滑光谱背景.采用高峰左右两点法进行背景扣除的校正.效果良好。
表3样品的分析结果(mg/KG)
元素标准值    样品测定值
直接测定加人Nacl加入SrCl2加入NaNO3
K 8550 ±750 8050±330 8140 ±330 8140 ±166  8500  ±172
P 695 ±43 683±4 682 ± 5 681 ±5       681 ±3
注：1:结果表示标准值±标准偏差 •测定值±标准偏差.n=5.
2. K元素含量传化为K2O表示的转化系数为1.2046；以K20表示标准值（1.03±0.09）%
3. 2-3.2分析线强度优化
分析线强度的増加主要是延长积分时间得到。 増加积分时间使测量精密度有所改善。仪器使用了 固态检测器(L-PAD), L-PAD釆用内置CPU. 进行预值设置,溢出保护，累枳读取，连续全谱采 集，因此増加积分时间,使信号不会溢出并保持良 好线性.同时提髙检出能力。选用了 2个元素均较 有利的条件.枳分时冋为30s。
2.4样品分析结果及精密度
按上述方法处理样品.平行处理5份样本土壤 GBW07404,采用ICP-OES法一次进样曝光同时 测定全磷和全钾.结果符合要求.其分析结果、相 对标准偏差(RSD)见表4。
表4样品的分析结果
3结论
本文建立了微波消鮮样品-等离子体发射光谱 仪同时测定土填全磷，全钾的分析方法.样品消解 迅速、完全，污染和损失少，酸体系干扰小。且 ICP能同时测定2个元素，简单、省时。与传统检 测方法比较.本方法准确、简便、快速。