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土壤三普--石墨炉原子吸收法测定土壤中铅、镉总量

美析仪器
2022.3.11

土壤三普-石墨炉原子吸收法测定土壤中铅、镉总量


01


引言


      铅和镉是可在人体和动物组织中畜积的有毒金属,是一种常见的工业污染 物,对人体健康产生严重影响。因此铅、镉的测定一直很受重视。我们采用盐酸一硝酸一氢氟酸一高氯酸全消解的方法,彻底破坏土壤的矿物晶格,使试样中的待测元素全部进入试液。将试液注入石墨炉中进行铅、 镉的测定,同时进行了石墨炉最佳工作 参数的选择,采用硝酸钯作为铅、镉的 基体改进剂,既提高灵敏度,也能克服 基体干扰。为了提高测定结果的准确性, 通过多次试验,验证对其方法进行了灯 电流、灰化温度、原子化温度的改进,确定了石墨炉的最佳条件。

02


检测依据


本作业指导书依据国标GB/ T17141-1997用石墨炉法测定土壤中的铅、镉。

03


仪器设备及试剂


美析AA-1800H石墨炉原子吸收分光光度计,Pb、Cd空心阴极灯

聚四氟乙烯坩埚、氩气钢瓶     土壤测试样

Pb标准储备液1000mg/L

Cd标准储备液1000mg/L

Pb、Cr标准使用液,铅200ug/L、镉10ug/L:临用前将铅、镉 储备液用0.2%硝酸配制。

硝酸、盐酸、氢氟酸、高氯酸、磷酸氢二铵,优级纯。

硝酸钯溶液:称取硝酸钯0.108g溶于10mL(1+1)硝酸,用水 定容至500 mL,则含Pb10ug/mL

04


样品预处理


称取0.3000g试样于50mL聚四氟乙烯干锅中,用水润湿后加5mL盐酸,在通风橱内的电热板上低温加热,当蒸发至约2-3mL时,取下稍冷,然后加5mL硝酸,4mL氢氟酸,2mL高氯酸加盖后于电热板上中温加热Ih左右,然后开盖,继续加热除硅,为了达到良好的飞硅效果,应该常摇动干锅。当加热至冒浓厚高氯酸白烟时,加盖,使黑色有机碳化物充分分解。待黑色有机物消失后,开盖驱赶白烟并蒸至内物呈粘稠状。(视消解情况,可再加入2mL硝酸,2mL氢氟酸,ImL高氯酸,重复上述消解过程)当白烟再次基本冒尽且内容物呈粘稠状时,取下稍冷,用水冲洗干锅盖和内壁,并加入ImL硝酸溶液温热溶解残渣。然后将溶液转移至25mL容量瓶中,加入3mL磷酸氢二铵溶液冷却后定容,摇匀被测。


     仪器工作条件

项目

Pb

Cd

光源

空心阴极灯

空心阴极灯

灯电流(mA)

7.5

7.5

波长(nm)

283.3

228.8

通带宽带Cnm)

1.3

1.3

 

氩气流量

200ml/min

200ml/min

进样体积(uL)

20

20



                                                                    微波消解的升温参数


Pb

Cd

 

干燥

80~180C/5s

80~100C/5s

 

灰化

700-750C /5s

450-500C /5s

 

原子化

2500C /5s

2500C /5s

 

清除

2700C /3s

2600C /3s

 

05


测定方法


所示的标准系列,铅、 镉分别取20uL标准溶液与石墨管中,读取吸光度并绘制标准工作曲线。



Pb(ug/L)

Cd(ug/L)

 

标准空白

0

0

标准1

20

2

标准2

50

4

标准3

100

6

标准4

150

8

标准5

200

10

将处理好的样品20uL注入石墨管中,于标准工作曲线上读取吸光度并计算浓度。

结果及讨论 :土壤样品的预处理 原子吸收光谱分析中,待测样品的基体复杂,共存元素多,对测定结果的影响是致命的,而且有些干扰时难以消除的,这就需要再样品预处理中,既要 避免共存元素对测定的影响,又不能使 待测元素有损失。本法氢氟酸起到了良 好的飞硅作用,在低温加热板加热,加 热温度不宜超过300°C,避免了待测元素 Pb、Cd的损失,保证了灰化完全。

06


仪器工作条件的优化选择及干扰的消除


      用石墨炉原子吸收法分析样品,应尽量避免样品在灰化阶段待测元素的损 失。Pb、Cd属低温熔化元素,在500°C 时存在样品的损失,而过低的灰化温度 会使样品灰化不完全,无法实现原子化。本次选用硝酸钯作基体改进剂,可使灰 化温度提高到550°C和300°C,使样品能 够灰化完全。样品的原子化温度选择在 1800°C和1100°C可获得非常好的吸收峰, 可延长石墨管的寿命。

石墨炉灰化温度的选择选择Pb、Cd浓度分别为20 ug/mL、3 ug/mL时,改变石墨炉灰化温度,测定 其吸光度, 选择石墨炉最佳灰化温 度:Pb550°C、Cd300°C

07


原子化温度的选择


      选择Pb、Cd浓度分别为20 ug/mLs 3 ug/mL时,改变原子化温度,测定其吸 光度,最佳原子化温度: Pb 为 1800°C、Cd 为 1100°C 3.2.3基体改进剂的效果 测定时发现土壤中常量元素钾、钠、 镁、钙、铁、铝对铅、镉的测定存在影 响,加入基体改进剂后可使影响消除, 而且提高测定灵敏度。由实验发现,使 用硝酸钯作为测定铅、镉的基体改进剂, 可使吸收峰更光滑,积分时间变短,峰面积增加

08


加标回收实验


在已测得浓度的样品溶液中分别加 入一定量的标准溶液后再进行测定,然后计算各元素的回收率

元素

原来质量浓度

加标质量浓度

加标后质量浓度

回收率/%

Pb(ESS-3)

33.26

50

81.32

96.12

Cd(ESS-1)

0.075

2

2.007

96.60


09


注意事项


用硝酸钯作基体改进剂,石墨炉最佳灰化温度:Pb550°C、Cd300°C,最佳原子化温度Pb1800°C、Cd1100°C。确定了石墨炉的最佳条件,使测试结果准 确度好,灵敏度高等特点,可用于土壤检测铅、镉的常规分析。

10


仪器介绍


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      AA-1800型原子吸收光谱仪是由行业的专家和国内知名高校联手研发完成,拥有几十年光谱仪器的研发和应用经验。该产品包括火焰、石墨炉及氢化物发生系统,可配置多种附件,灵活的配置方案可满足不同层次客户的需求。全自动多功能AA-1800型原子吸收光谱仪可进行复杂的样品分析,多种分析方法可自动切换,做到无人全自动分析。

      AA-1800型原子吸收光谱仪广泛应用于科研、质检、疾控、环保、冶金、农林、化工等行业,创新的软、硬件设计确保样品分析的准确性、安全性、易用性,仪器维护简单便捷。

07


关于美析


上海美析仪器有限公司(以下简称美析),是一家具有自主知识产权的高新技术企业,美析的创业理念“科技——因你改变”,并以此为企业宗旨,不断探究、果敢创新。特别是在分析测试仪器领域,不断开发出先进的产品,使美析成为优质仪器资源的供应者。

美析主营光谱类仪器:可见分光光度计、紫外可见分光光度计、原子吸收光谱仪、原子荧光光度计、ICP-AES、ICP-MS,生命科学仪器:超微量分光光度计、全自动核酸提取仪,目前,我们的产品已广泛应用于有机化学、无机化学、生物化学、医药、环保、冶金、石油、农业等领域。同时美析利用在产品机械结构、光学设计、电气应用和软件开发方面积累的丰富经验,结合市场的最新实际需求,近期将陆续推出一批全新的分析类仪器。

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