土壤质量_铅、镉的测定

石墨炉原子吸收分光光度法(GB/T 17141-1991)

1    主题内容与适用范围

1.1    本标准规定了测定土壤中铅、镉的石墨炉原子吸收分光光度法。

1.2    本标准的检出限（按称取0.5g试样消解定容至50ml计算）为：铅0.1mg/Kg,镉0.01mg/Kg。

1.3    使用塞曼法、自吸收法和氘灯法扣除背景，并在磷酸氢二铵等基体改进剂存在下，直接测定试液中的衡量铅、镉未见干扰。

2    原理

      采用盐酸-硝酸-氢氟酸-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。然后，将试液注入石墨炉中。经过预先设定的干燥、灰化、原子化等升温程序使共存基体成分蒸发除去，同时在原子化阶段的高温下铅、镉化合物离解为基态原子蒸汽，并对空心阴极灯发射的特征谱线产生选择性吸收。在选择的最佳测定条件下，通过背景扣除，测定试液中铅、镉的吸光度。

3    试剂

      本标准所使用的试剂除另有说明外，均使用符合国家标准的分析纯试剂盒去离子水或等同纯度的水。

3.1    盐酸（HCl），ρ=1.19g/ml，优级纯。

3.2    硝酸（HNO3），ρ=1.42g/ml，优级纯。

3.3    硝酸溶液，1+5：用3.2配制。

3.4    硝酸溶液，体积分数为 0.2%，用3.2配制。

3.5    氢氟酸（HF）:p=1.49 g/ml。

3.6    高氯酸（HCIO4），p=1. 68 g/ml，优级纯。
3.7    磷酸氢二铵（（NH4）2HPO4）（优级纯）水溶液，重量分数为5%。
3.8    铅标准储备液，0.500mg/ml:准确称取0.5000g(精确至0.0002g)光谱纯金属铅于50ml烧杯中，加人20 ml硝酸溶液（3.3），微热溶解。冷却后转移至1000ml容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。

3.9    镉标准储备液，0.500mg/ml:准确称取0.5000g(精确至0.0002g)光谱纯金属镉粒于50ml烧杯中，加人20 ml硝酸溶液（3.3），微热溶解。冷却后转移至1000ml容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。
3.10    铅、锅混合标准使用液，铅250μg/L，镉50μg/L:临用前将铅、镉标准储备液（3.8）（3.9），用硝酸溶液（3.4）经逐级稀释配制。

4    仪器
4.1    一般实验室仪器和以下仪器。
4.2    石墨炉原子吸收分光光度计（带有背景扣除装置）。
4.3    铅空心阴极灯。
4.4    镉空心阴极灯。
4.5    氢气钢瓶。
4.6    10μl手动进样器。
4.7    仪器参数
      不同型号仪器的最佳测试条件不同，可根据仪器使用说明书自行选择。通常本标准采用的测量条件见表1。

表1    仪器测量条件

元素	铅	镉
测定波长（nm）	283.3	228.8
通带宽度（nm）	1.3	1.3
灯电流（mA）	7.5	7.5
干燥（℃/s）	80~100/20	80~100/20
灰化（℃/s）	700/20	500/20
原子化（℃/s）	2000/5	1500/5
清除（℃/s）	2700/3	2600/3
氩气流量（ml/min）	200	200
原子化阶段是否停气	是	是
进样量（μl）	10	10

 

5    样品

      将采集的土壤样品（一般不少于500g）混匀后用四分法缩分至至约100g。缩分后的土样经风干（自然风干或冷冻干燥）后，除去土样中石子和动植物残体等异物，用木棒（或玛瑙棒）研压，通过2mm尼龙筛（除去2mm以上的砂砾），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。

6    分析步骤

6.1    试液的制备

      准确称取0.1~0.3g（精确至0.0002g）试样于50ml聚四氟乙烯坩埚中，用水润湿后加人5ml盐酸（3.1），于通风橱内的电热板上低温加热，使样品初步分解，当蒸发至约2-3 ml时，取下稍冷，然后加人5ml硝酸（3.2 ），4ml氢氟酸（3.5 ），2ml高氯酸（3.6），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，使黑色有机碳化物充分分解。待坩埚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，可再加人2ml硝酸（3.2 ），2ml氢氟酸（3.5），1ml高氯酸（3.6），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，用水冲洗坩埚盖和内壁，并加人1ml硝酸溶液（3.3）温热溶解残渣。然后将溶液转移至25ml容量瓶中，加人3ml磷酸氢二铵溶液（3.7)冷却后定容，摇匀备测。

      由于土壤种类多，所含有机质差异较大，在消解时，应注意观察，各种酸的用量可视消解情况酌情增减。上壤消解液应呈白色或淡黄色（含铁较高的土壤），没有明显沉淀物存在。
      注意：电热板的温度不宜太高，否则会使聚四氟乙烯坩埚变形。

6.2    测定

      按照仪器使用说明书调节仪器至最佳工作条件，测定试液的吸光度。

6.3    空白试验

      用水代替试样，采用和（6.1）相同的步骤和试剂，制备全程序空白溶液，并按步骤（6.2）进行测定。每批样品至少制备2个以上的空白溶液。

6.4    校准曲线

      准确移取铅、镉混合标准使用液（3.10 ）0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00ml于25ml容量瓶中。加入3.0ml磷酸氢二铵溶液（3.7） ，用硝酸溶液（3.4）定容。该标准溶液含铅0、5. 0、10.0、20 .0、30 .0、50.0μg/L，含镉 0、1.0、2.0、4.0、6.0、10.0μg/L。按(6.2)中的条件由低到高浓度顺次测定标准溶液的吸光度。
      用减去空白的吸光度与相对应的元素含量(μg/L)分别绘制铅、镉的校准曲线。

7    结果的表示

      土壤样品中铅、镉的含量w（Pb（Cd），mg/Kg）按下式计算：

w=c ·V/m(1-f)

      式中：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铅、镉的含量，μg/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，%。

8    精密度和准确度

      多个实验室用本方法分析ESS系列土壤标样中铅、镉的精密度和准确度见表2。

表2    方法的精密度和准确度

元素	实验室数	土壤标样	保证值 mg/Kg	总均值 mg/Kg	室内相对标准偏差 %	室间相对标准偏差 %	相对误差 %
Pb	19 21	ESS-1 ESS-3	23.6±1.2 33.3±1.3	23.7 33.7	4.2 3.9	7.3 8.6	0.42 1.2
Cd	25 28	ESS-1 ESS-3	0.083±0.011 0.044±0.014	0.080 0.045	3.6 4.1	6.2 8.4	-3.6 2.3

 

土壤水分含量测定

A1    称取通过100目筛的风干土样5~10g（准确至0.01g），置于铝盒或称量瓶中，在105℃烘箱中烘4~5h，烘干至恒重。

A2    以百分数表示的 风干土样水分含量f按下式计算：

f（100%）=（w1-w2）×100%/w1

式中：f——土样水分含量，%；

         w1——烘干前土样重量，g；

         w2——烘干后土样重量，g。