1、1微波消解-ICP-AES 测定土壤中微量元素摘要 用微波消解-ICP-AES 测定土壤中微量元素的含量。通过测量所含元素特征谱线的强度来确定样品中相应元素的含量。测得三种金属元素（Cr、Cu、Zn）的含量均符合国家标准（GB 15618-2008） 。关键词 微波消解 土壤 微量元素环境介质中的重金属往往种类繁多，而且含量高低不一。重金属具有持久性、毒性和生物富集作用, 由其引起的环境污染对生物和人类健康均会造成严重的危害。在形形色色的重金属污染中, 土壤中重金属污染因其具滞后性、隐蔽性和长期性的特点。快速、准确地测定土壤和污水中重金属含量是环境监测的重要任务之一。土壤中元素测定以往常用分析
2、手段有 X 射线荧光光谱法、中子活化法、二次激光探针质谱法、电感耦合等离子体光谱、原子吸收以及分光光度法 1-5等。X 射线荧光光谱法试样制备简单，无需消化样品，节省了前处理时间。电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS)灵敏度高, 精密度好,谱线相对简单,动态测定线性范围宽。利用高压密闭微波消解、电感耦合等离子体原子发射法(ICP-AES)可以方便地对土壤中多种不同浓度的元素进行同时测定。在微波电磁场的作用下，具有一定极性的分子从原来的热运动状态转为跟随微波交变电磁场而快速排列取向，微波能量转化为样品分子的能量，从而降低目标物与样品的结合力，加速目标物从固相进入溶剂相。可根据原子发射光谱特征谱
3、线的存在与否，可鉴别样品中是否含有某种元素（定性分析） ；根据特征谱线强度来确定样品中相应元素的含量（定量分析） 。1 实验部分1.1 试剂与仪器高压密闭微波消解仪(MDS-2002A 型，上海新拓微波溶样测试技术有限公司)、Spectro Ciros-Vison EOP 水平观测全谱直读等离子体发射光谱仪(德国斯派克分析仪器公司)、Cu、Zn、Mn、Cr 标准溶液(1.0mgmL-1，国家标准物质研究中心 )、20%HNO 3、土壤样品1.2 实验过程在五个 25mL 比色管中，分别加入 0.2mL 的 20%HNO3和标准溶液，二次蒸馏水稀释，配制浓度为0.00g mL-1、0.50gmL
4、 -1、1.00gmL -1、2.00g mL-1、4.00gmL -1的标准系列。0.2000g 土壤样品放入消解罐中，加入 2mL 硝酸和 6mL 盐酸，在 150条件下，微博消解 15 分钟。2滤液转移到 25mL 的比色管中并定容。选择合适的波长，进行 ICP-AES 分析。元素 Cu Zn Mn Cr波长/nm 324.754 213.856 257.611 267.7162 结果与讨论2.1 标准系列发射强度Cr Mn Cu Zn浓度（ug/mL） CPS(raw) CPS(raw) CPS(raw) CPS(raw)0 19249 14535.53 34253.1 8721.82
5、0.5 164610 846063 183985 1243661 294179 1553660 318762 2284402 561675 3025910 598846 4435204 1095360 6009430 1145040 8658092.2 标准系列相关度32.3 样品发射强度与浓度样品发射强度Cr Mn Cu ZnCPS(raw) CPS(raw) CPS(raw) CPS(raw)空白 21241 26817.8 39611.4 47024.6样品 103824 3817430 109432 204469样品浓度Cr Mn Cu Znmg/L mg/L mg/L mg/L空白
6、-0.014 -0.019 -0.005 0.154样品 0.293 2.525 0.247 0.892质量 mg mg mg mg9.188e-4 7.918e-3 7.746e-4 2.797e-3含量 Mg/kg Mg/kg Mg/kg Mg/kg4.61 39.7 3.89 14.02.4 讨论1、为什么样品浓度里面，空白测出的浓度为负值？本实验的原理是通过配制标准溶液，绘制工作曲线，通过工作曲线进而算出样品的浓度。实际曲线中，往往是浓度越低，曲线上的点可信度越差。真实样品分析中，我们往往通过标准曲线的斜率得到一个灵敏度，这其实是标准曲线给我们最重要的信息，样品的处理过程以及仪器本身的
7、噪声信号，我们通过去除样品空白来校正。如果样品和标准的基体不同，需要基体匹配或者内标校正，目的都是校正灵敏度的差异。如果目标物浓度很低或者根本没有该物质，背景就有可能高于目标波长的强度，得出负值。2、样品的浓度的发生是否为样品对应的浓度与空白的差值？不是，样品中重金属的含量，并不是通过样品响应值对应的浓度，减去空白样品响应值对应的浓度得到的。而应该用标样响应值 S 减去空白响应值 S0得到两者的差值 S-S0，再用得到的差值与标准样品的浓度做出校正曲线，算出相应的浓度。3、空白是用来扣除干扰因素的，那么真实浓度值又是多少？4用标样响应值 S 减去空白响应值 S0得到两者的差值 S-S0，再用得
8、到的差值与标准样品的浓度做出校正曲线，算出相应的浓度。处理过程中，应该将空白样的响应值当做零去处理，样品响应值中还有一部分是背景响应，也即样品响应值与背景响应值的差值，才是样品中重金属含量对应的信号值。参考文献1 王毅民, 王小红, 高玉淑. 地球科学进展, 2003,18( 3) : 4762 李中玺, 周丽萍, 冯玉怀. 黄金科学技术, 2002,10( 3) : 13 杨春霞, 陈永亨, 彭平安等. 理化检验.化学分册,2004, 40( 2) : 664 吴惠明, 陈永亨, 刘. 侬. 分析测试学报, 2003,22( 4) : 865 傅昀, 谢克金. 土壤通报, 1999, 30( 3) : 143
