ICP-OES法测定土壤样品中的锰、钡、钴、钒、钛

ICP-OES法测定土壤样品中的锰、钡、钴、钒、钛

郭丽雯

 天津市环科检测技术有限公司  300191

摘要：本文研究了微波消解土壤样品后，ICP-OES测定其中锰、钡、钴、钒、钛的方法。在适宜的波长下，绘制相关标准曲线，选择高、中、低浓度土壤样品分别进行测定，其相对标准偏差在0.14%~6.8%，测定国家一级标准物质GBW07449（GSS-20）7次平行测定，测定结果符合标准值。根据加标原则，依次对高、中、低浓度土壤样品进行加标回收率测定，测定加标回收率范围为90.2%~112%。方法较简单实用，经土壤样品的验证，结果满意。

关键词：ICP-OES；微波消解

我国矿产资源丰富，目前土壤中钒、钛的存在形态尚无定论。一般矿业活动释放的高含量金属物质进入土壤后，经过物理、化学的一系列变化，经由植物吸收进入食物链，从而危害人体健康。本文根据土壤的特性，采用微波消解方法进行样品的前处理操作，经消解后的土壤上清液注入电感耦合等离子体发射光谱仪中，目标元素在等离子体火炬中被气化、电离、激发并辐射出特征谱线，在一定浓度范围内，其特征谱线的强度与元素的浓度成正比。

1仪器及试剂

1.1仪器设备的参数设定及前处理过程:

   使用万分之一天平，称取样品 0.1～0.3 g（精确至 0.1 mg），用水润湿样品后加入 l0 ml盐酸、10ml硝酸、5ml氢氟酸加盖密闭放入微波消解仪中，设定合适的温度程序进行消解工作。而后在恒温消解仪，进行赶酸活动。最后使用电感耦合等离子体发射光谱仪进行相关测定工作。

1.2试剂和溶液配置：

1.2.1硝酸、盐酸、高氯酸、氢氟酸均为优级纯。

1.2.2标准溶液：锰标准溶液1000mg/L，GSB04-1736-2004；混合标准溶液100mg/L,GSB04-1767-2004。

1.2.3中间浓度的配置：

混合标准溶液A：编号为GSB04-1767-2004，浓度为100mg/L的标准溶液配制为浓度值为1mg/L。

标准溶液B：编号为GSB04-1736-2004，浓度为1000mg/L的锰标准溶液配制为浓度为1mg/L。

1.2.4国家一级标准物质：GBW07449（GSS-20）

1.2.5氩气：纯度≥99.98%。

2实验部分

2.1标准曲线的建立：

依次取混合标准溶液A 0.0ml、1.0ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、5.0ml置于100ml的容量瓶中，加入1ml硝酸，用蒸馏水定容至标线，混匀绘制钡、钛2种金属元素的标准曲线；依次取标准溶液B 0.0ml、0.1ml、0.2ml、0.3ml、0.4ml、0.5ml置于100ml的容量瓶中，加入1ml硝酸，用蒸馏水定容至标线，混匀绘制锰金属元素的标准曲线；依次取混合标准溶液A 0.0ml、0.2ml、0.4ml、0.6ml、0.8ml、1.0ml置于100ml的容量瓶中，加入1ml硝酸，用蒸馏水定容至标线，混匀绘制钴和钒2种金属元素的标准曲线以上配置结果的。建立回归方程，相关系数r均达到0.999以上。

2.2样品及空白的测定：

根据上述仪器条件，步骤同标准曲线的建立。

2.3结果的计算和表示：

样品浓度（mg/kg，干重）=（C×n-C0）×V/m/dw

式中：C——样品中目标元素的质量浓度，mg/L

      C0——目标元素空白试剂的质量浓度，mg/L

          V——消解液定容体积，mL

          n——样品稀释倍数

          m——称量风干后样品质量，g    

          dw——样品干物质含量，%

   结果表示：测定结果小数位数与方法检出限保持一致最多保留三位有效数字。

2.4检出限和测定下限的确定：

     选择全程序空白加入一定量的标准溶液，加入量为检出限的2~5倍含量，使用标准溶液A0.1ml加入消解罐中，配置含量为0.002mg/L的钴和钒检出限的测定样品；取标准溶液A0.2ml加入到消解罐中，配制含量为0.004mg/L的钛检出限的测定样品；取标准溶液A1.0ml加入到消解罐中，配制含量为0.005mg/L的钡检出限的测定样品；取标准溶液B1mg/L的锰标准溶液0.3ml加入消解罐中配制含量为0.006mg/L的钡检出限的测定样品，以上均采用方法7.3中描述的消解，进行7次重复性测定，以称样量0.2g，定容体积为50ml计算方法检出限，4倍的检出限为测定下限。

本方法验证采用7次重复性测定计算方法检出限，n=7故查得t值表中t（n-1,0.99)为3.143，钡、钛、锰、钴、钒检出限分别为0.5mg/kg、0.2mg/kg、0.4mg/kg、0.2mg/kg和0.2mg/kg。

3样品结果讨论

3.1准确度和精密度的测试，具体结果见表1：

                            表1有证标准物质测试数据

以上测定结果均满足标准物质不确定度范围，结果准确可靠。

3.2加标回收率的测试：

针对含低浓度、中浓度、高浓度的样品进行加标回收率的测定，加标量为样品含量的0.5~3倍，具体测定结果见表2实际样品加标回收率测试数据。

表2实际样品加标回收率测试数据

以上加标回收率范围为90.2%~112%，满足方法中加标回收率70%~120%的规定。

4结语：

由于微波消解很好的进行了土壤前处理工作，使得消解液消解完全，本文验证了低浓度、中浓度、高浓度三批次样品，方法快速有效，测定结果准确可靠，适用于土壤样品中锰、钡、钴、钒、钛的测定工作。

参考文献：

1、《我国钒资源现状及土壤中钒的生物效应》杨金燕；唐亚等。《土壤通报2010年06期》

2、《土壤环境监测技术规范HJ/T 166-2004》，国家环保总局

3、《EPA6010D-2018》，美国环保标准电感耦合等离子体发射光谱法

4、《土壤中锰、锌、铜、铬、镍、钴、钒、钛的ICP-AES测定》谭昆森 宋华 章仕钧 丁永福；《中国环境监测1990.6.1》