火焰原子吸收分光光度法测定土壤中镍
环境室:龙潇宇
一、方法概述
本方法依据《土壤质量 镍的测定 火焰原子吸收放光光度法》GB/T17139-1997。采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸全分解的方法,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中。然后,将消解液喷入空气-乙炔火焰中。在火焰的高温下,镍化合物离解为基态原子,基态原子蒸汽对镍空心阴极灯发射的特征谱线232.0nm产生选择性吸收。在选择的最佳测定条件下,测定镍的吸光度。
本方法适用于土壤中镍的测定。当称取0.5g试样消解定容至50ml时,本方法的检出限为5mg/kg。
二、仪器和试剂
1. 仪器及设备
1.1 原子吸收分光光度计(带有背景扣除装置)。
1.2 镍空心阴极灯。
1.3 玛瑙研磨机。
1.4 空压机。
1.5 乙炔气瓶。
2. 试剂
试剂另有说明外,均为符合国家标准的分析纯试剂,试验用水为去离子水或同等纯度的水。
2.1 盐酸:优级纯。
2.2 硝酸:优级纯。
2.3 氢氟酸:优级纯。
2.4 高氯酸:优级纯。
2.5 硝酸溶液:2.2配制,体积分数为0.2%。
2.6 硝酸溶液(1+1): 2.2配制。
2.7 镍标准储备溶液:1000mg/L。
2.8 镍标准工作液:40 mg/L,移取2.00mL(2.7)镍标准储备溶液于50mL容量瓶中,用硝酸溶液(2.5)稀释至标线,摇匀。
三、样品的采集与保存:
用土壤采样器采集30cm处的土样2kg左右,装入干净的聚乙烯的袋子,密封,保温箱4℃保存,做好相关记录。将采集的土壤样品混匀后用四分法缩分至约100g,缩分后的土样经风干后,除去土样中石子和动植物残体等异物,用木棒研压,通过2mm尼龙筛,混匀,用玛瑙研钵将通过2mm尼龙筛的土样研磨至全部通过100目(孔径0.149mm)尼龙筛,混匀后备用。
四、样品处理
1.消解
准确称取0.2~0.5g(精确至0.0002g)试样于50ml聚四氟乙烯坩埚中,用水润湿后加入10ml盐酸(2.1),于通风橱内的电热板上低温加热,使样品初步分解,待蒸发至约剩3ml左右时,取下稍冷,然后加入5ml硝酸(2.2),5ml氢氟酸(2.3),3ml高氯酸(2.4),加盖后于电热板上中温加热1h左右,然后开盖,继续加热除硅,为了达到良好的飞硅效果,应经常摇动坩埚,当加热至冒浓厚高氯酸白烟时,加盖,使黑色有机物充分分解,待坩埚壁上的黑色有机物消失后,开盖,驱赶白烟并蒸至内容物呈粘稠状。视消解情况,可再加入3ml硝酸(2.2),3ml氢氟酸(2.3),1ml高氯酸(2.4)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,用水冲洗坩埚盖及内壁,并加入1mL硝酸溶液温热溶解可溶性残渣,然后全量转移至50ml容量瓶中,冷却后用水定容至标线,摇匀备测。
五、分析步骤
1.仪器条件:测定波长:232.0nm; 火焰性质:贫燃性;
燃烧器高度:5mm; 通带宽度:0.2nm;
2.标准曲线:分别准确移取一定量的镍标准工作液:0; 1.0;2.5;5.0;10.0mL于100ml容量瓶中,加入硝酸溶液(2.5)定容至刻度线,摇匀。
表1. 镍的标准曲线
项目 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
镍标准溶液浓度(mg/L) | 0.00 | 0.40 | 1.00 | 2.00 | 4.00 |
Ni的信号值(Abs) | -0.0003 | 0.0074 | 0.0191 | 0.0371 | 0.0752 |
标准曲线 | y=0.01882x-0.00015 |
线性相关系数 | R2=0.9999 |
图1. 镍的标准曲线
[img=,355,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110842127944_8728_2904018_3.png!w355x333.jpg[/img]
3. 空白试验:用去离子水代替试样,其他步骤与以上相同来测定吸光度。
4.样品测定
设定仪器与绘制标准曲线时一样的条件,经处理的样品上机测定。由样品的吸光度值在校准曲线上查得镍的浓度。
六、数据处理及计算
1.土壤样品中镍的含量w的计算:
W=[img=,124,45]file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wpsC1C9.tmp.png[/img]
式中:
W-测定土壤样品中镍的含量,mg/kg;
c-试液的吸光度减去空白试验的吸光度,然后在校准曲线上查得的镍的质量浓度,mg/L;
V-试液定容的体积,ml;
m-称取试样的重量,g;
f-试样中水分的含量,%
2.土壤水分含量计算:准确称取3
~5g土壤样品(精确至0.0001g)于称量瓶中,在烘箱中于105℃烘4
~5h,恒重后称量。
其中:f(%)=(w
1 -w
2)*100/w
1w
1-烘干前土壤的重量,g;
w
2-烘干后土壤的重量,g;
七、方法检出限的测定
向空白溶液中加入一定量的镍标准溶液,使其浓度为1.0mg/L,平行测定11次来测定方法检出限MDL。
表2. 镍的检出限测定结果
序号 | 浓度(mg/L) | 测值(mg/L) | 平均值(mg/L) | S | t(10,0.99)) | MDL(mg/L)
|
1 | 1.0 | 1.0005 |
1.0002 | 3.641 | 2.764 | 10.06 |
2 | 1.0000 |
3 | 1.0002 |
4 | 0.9999 |
5 6 | 1.0007 |
6 | 1.0005 |
7 | 0.9996 |
8 | 1.0008 |
9 | 1.0003 |
10 | 1.0001 |
11 | 1.0000 |
说明:1、测定均值的计算公式:
[img=,81,64]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110843348167_3737_2904018_3.png!w81x64.jpg[/img]
2、标准偏差S计算公式:
[img=,143,69]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808110844207207_8453_2904018_3.png!w143x69.jpg[/img]
八、精密度
对标准系列中1.00mg/L的镍标准溶液进行7次测定。具体精密度测定结果见下表:
表3. 镍的精密度测定结果
测定次数(n) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
测定值(mg/L) | 1.0001 | 0.9998 | 1.0000 | 0.9998 | 0.9999 | 1.0002 | 1.0000 |
均值(mg/L) | 1.0000 |
SD | 0.00015 |
RSD | 0.15% |
本实验中镍的精密度为0.15%, GB/T17139-1997中镍的精密度为2.5-2.9%。因此,本方法的精密度完全能够满足标准要求
九、方法准确度
表4. 土壤镍的测定方法准确度
测定项目 | 测定结果(mg/kg) | 真值 (mg/kg) | 真值不确定度(mg/kg ) | 结果判断 |
镍 | 12 | 12 | 2 | 合格 |
与绘制标准曲线相同条件,对土壤盲样SXRC-ZK-2015-03001(12±2mg/kg)进行测定。所测得的镍含量为12mg/kg,结果在测试范围内,此方法的准确性好,测定结果真实可靠。
十、总结
通过对土壤镍含量测定方法的检测限、精密度和准确度的评价,本方法测定土壤镍的结果准确,真实可信,可用于土壤镍含量的测定。
十一、注意事项
1. 电热板温度不宜太高,否则会使聚四氟乙烯坩埚变形。
2. 由于土壤种类较多,所含有机质差异较大,在消解时应注意观察,各种酸的用量可视情况增减。
3. 232.0nm线处于紫外区,盐类颗粒物、分子化合物产生的光散射和分子吸收比较严重,会影响测定,可使用背景扣除来克服此类干扰,如果浓度允许,亦可用将试液稀释的方法来减少背景干扰。
![](http://img1.17img.cn/ui/simg/instrument/bbs/ycds.png)
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