280Z 石墨爐原子吸收光譜儀土壤中的 Pb 元素進(jìn)行快速測(cè)定 (PDF)

摘要本文介紹了采用配備 O-mega 一體平臺(tái)石墨管的安捷倫石墨爐原子吸收光譜儀快速測(cè)定建筑用地和農(nóng)耕用地土壤中 Pb 元素的方法。在樣品測(cè)試序列中，每隔 20 個(gè)樣品監(jiān)測(cè)一次試劑空白、土壤質(zhì)控樣和實(shí)驗(yàn)室連續(xù)驗(yàn)證校正溶液，以驗(yàn)證樣品測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和可靠性，并對(duì)該方法長期穩(wěn)定性進(jìn)行了驗(yàn)證。連續(xù)運(yùn)行一百多個(gè)土壤樣品，所得到的土壤質(zhì)控樣的回收率為 101%–105%，實(shí)驗(yàn)室連續(xù)驗(yàn)證校正溶液的回收率為 104%–115%，有助于樣品通量大的實(shí)驗(yàn)室提高效率，并同時(shí)保證分析結(jié)果的有效性和可靠性。

前言近年來，土壤環(huán)境污染日益嚴(yán)重，國家高度重視土壤環(huán)境保護(hù)工作。2016 年 5 月，國務(wù)院印發(fā)《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，要求對(duì)農(nóng)用地實(shí)施分類管理，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境安全；實(shí)施建設(shè)用地準(zhǔn)入管理，防范人居環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。緊接著，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》，對(duì)監(jiān)控項(xiàng)目及檢測(cè)方法均做了詳細(xì)規(guī)定。對(duì)于農(nóng)用地和建設(shè)用地土壤污染物 Pb 元素的檢測(cè)，均推薦采用靈敏度高的傳統(tǒng)石墨爐原子吸收法。商品化石墨爐原子吸收儀大多采用的塞曼背景校正單光束設(shè)計(jì)，在分析土壤等復(fù)雜基質(zhì)樣品時(shí)，需經(jīng)常重置斜率或重校曲線以保證測(cè)定結(jié)果的可靠性，但是該操作極大地降低了樣品分析的通量，降低了分析效率。本文采用配備的 O-mega 平臺(tái)石墨管、PSD120 自動(dòng)進(jìn)樣器和專有的塞曼背景校正技術(shù)的 AgilentAA280Z 石墨爐原子吸收光譜儀，在連續(xù)運(yùn)行上百個(gè)土壤樣品時(shí)無需重置斜率或重新校準(zhǔn)曲線，同時(shí)可以保證獲得測(cè)定穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。

實(shí)驗(yàn)部分試劑和樣品65% 濃硝酸（優(yōu)級(jí)純）購自西格瑪；49% 氫氟酸（優(yōu)級(jí)純）購自巴斯夫；高氯酸（分析純）購自國藥；99.5% 磷酸二氫銨購自西格瑪；所用實(shí)驗(yàn)用水為 Millipore Milli-Q 超純水系統(tǒng)現(xiàn)制備的高純?nèi)ルx子水。10 mg/L 多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液得自安捷倫（部件號(hào) 8500-6940）。土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GBW07453(GSS-24)，購自地球物理地球化學(xué)勘查研究所。儀器和設(shè)備采用 Agilent 280Z 原子吸收光譜儀，配備 PSD120 自動(dòng)進(jìn)樣器、鎘元素空心陰極燈（部件號(hào) 5610122700）和 O-mega 平臺(tái)石墨管（部件號(hào) 6310003700）。標(biāo)樣配制50 ng/mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配制：采用 1 mL 移液槍準(zhǔn)確移取 0.25 mL10 mg/L 標(biāo)準(zhǔn)溶液于 50 mL 容量瓶中，用 1% 硝酸溶液定容至刻度。制備液：1% 硝酸溶液。基體改性劑：1% 磷酸二氫銨，磷酸二氫銨固體采用高純水稀釋配得，現(xiàn)配現(xiàn)用。校準(zhǔn)標(biāo)樣的配制：采用 Agilent AA280Z 石墨爐原子吸收光譜儀標(biāo)配的 PSD120 自動(dòng)進(jìn)樣器自動(dòng)配制校準(zhǔn)標(biāo)樣，濃度分別為 0、20、40、60、80 和 100 ng/mL。

樣品前處理準(zhǔn)確稱取 0.2 g 試樣于 50 mL 聚四氟乙烯坩堝中，依次加入 5 mL濃硝酸、2 mL 氫氟酸和 2 mL 高氯酸；加蓋后置于電熱板上，在175 °C 下加熱 2 小時(shí)左右（或過夜）；然后開蓋，繼續(xù)加熱至內(nèi)容物呈粘稠狀；取下冷卻后，全部轉(zhuǎn)移至 50 mL 容量瓶中，用高純水定容至刻度線，搖勻。經(jīng) 0.45 μm 濾頭過濾后，取澄清濾液上機(jī)檢測(cè)。同時(shí)采用相同的步驟對(duì) 2 份制備空白進(jìn)行處理。

在 0.00–100 ng/mL 的濃度范圍內(nèi)，Pb 濃度與吸光度之間存在良好的線性，相關(guān)系數(shù) r = 0.9998。根據(jù)原子光譜方法檢測(cè)限的定義，對(duì)制備空白溶液重復(fù)測(cè)定 7 次，根據(jù) 3 倍吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率，再乘以樣品稀釋倍數(shù)，得出針對(duì)固體樣品的方法檢測(cè)限為 0.088 g/mL，方法定量下限 0.26 g/mL，滿足土壤中 Pb 的檢測(cè)要求。土壤樣品檢測(cè)的長期穩(wěn)定性為驗(yàn)證該方法檢測(cè)大批量樣品的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)可靠性，在運(yùn)行上百個(gè)土壤樣品時(shí)，每隔 20 個(gè)樣品監(jiān)測(cè)一次制備空白、土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GBW07453(GSS-24) 的消解液和實(shí)驗(yàn)室連續(xù)校正標(biāo)準(zhǔn)溶液 (CC)，結(jié)果參見表 5 和圖 3。

從表 4 和圖 3 可知，在整個(gè)分析過程中未采用重置斜率和重新校準(zhǔn)曲線的情況下，土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GSS24 的回收率為96%–106%，50 ng/mL 實(shí)驗(yàn)室連續(xù)校正標(biāo)準(zhǔn)溶液回收率為104%–115%，表明 O-mega 熱解涂層石墨管有助于提高石墨爐分析復(fù)雜基質(zhì)樣品的長期穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化分析流程并提高實(shí)驗(yàn)室通量。

結(jié)論本實(shí)驗(yàn)使用 O-mega 熱解涂層平臺(tái)石墨管結(jié)合峰面積積分，以磷酸二氫銨作為基體改性劑，使用 Agilent 280Z 石墨爐原子吸收儀測(cè)定農(nóng)用地和建筑用地土壤中的 Pb 含量，隨樣品檢測(cè)序列中監(jiān)測(cè)土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和實(shí)驗(yàn)室連續(xù)校正標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定結(jié)果值與標(biāo)準(zhǔn)值吻合，且在整個(gè)檢測(cè)過程中無需重置斜率或重新校正曲線。280Z 石墨爐原子吸收儀擁有的塞曼背景校正技術(shù)，結(jié)合安捷倫的 O-mega 熱解涂層石墨管保證縱向加熱的石墨爐具有分析穩(wěn)定性，線性相關(guān)系數(shù)大于 0.995，方法檢測(cè)限為 0.088 g/mL，方法定量下限 0.26 g/mL，滿足土壤樣品的分析要求。