土壤消解的方法有很多,本文采用
電熱板消解的方式,選用常用的HNO3+HF+HCIO4、開放式消煮法酸體系,對土壤進(jìn)行消解,比較分析不同步驟中酸的蒸干對土壤中Cu、Pb、Cr、Fe、Mn5種重金屬元素含量測定的影響,擬為選擇電熱板加熱消解測定土壤樣品重金屬含量的方法提供參考。
試驗方法和內(nèi)容
樣品的采集與處理 實驗土樣均為同一樣點采集,登記編號后置于塑料薄膜,攤成約2cm厚的薄層,置于室內(nèi)避光自然風(fēng)干后,對每一份樣品采用四分法取樣進(jìn)行磨碎處理,過100目(0.149mm)土壤篩,保存待消煮測定。
儀器
原子吸收光譜儀
HT-300實驗電熱板(格丹納)
HT-300實驗電熱板
格丹納HT-300實驗電熱板是用于實驗室樣品分析前處理中進(jìn)行加熱、趕酸、消解用的儀器。主要采用玻璃陶瓷材質(zhì)組成的熱臺面,具有不長銹、易清潔、耐酸堿的功能,遠(yuǎn)程控制方式進(jìn)行調(diào)節(jié)消解溫度、消解時間,整機經(jīng)過人工精密的防腐工藝加工,使用壽命比常規(guī)電熱板長。
試劑
硝酸(HNO3)
氫氟酸(HF)
高氯酸(HCLO4)
鹽酸(HCL)均為優(yōu)級純。
標(biāo)準(zhǔn)液: Cu(1.0000g/L)、 Pb( 1.0000g/L)、Cr( 1.0000g/L)、Fe(1.0000g/L)、Mn(1.0000g/L)并將其逐級稀釋至標(biāo)準(zhǔn)使用溶液備用。
試驗方法
土壤樣品的分析采用HNO2—HF一HClO4開放式消煮法。準(zhǔn)確稱取0.5000g土壤樣品于聚四氟乙烯坩堝中,加少量水潤濕后再加入20ml HNO3置于電熱板加熱至粘稠狀,加入20ml HF繼續(xù)加熱,為達(dá)到良好的飛硅效果,經(jīng)常搖動坩堝,最后加入20ml的HClO3,并加熱至白煙冒盡,對于含有機質(zhì)較多的土樣再加入適量HClO4,之后加蓋消解,土壤分解物呈白色或淡黃色,傾斜坩堝呈不流動的粘稠狀,用水沖洗內(nèi)壁及坩堝蓋,溫?zé)崛芙鈿堅?,冷卻后定容至50ml。8組樣品分別按照表中的方式進(jìn)行消解,同時制作分析空白。
標(biāo)準(zhǔn)土樣消解結(jié)果比較
7種消解方法和標(biāo)準(zhǔn)土樣比較,結(jié)果表明Cu元素在采用5號方法時,測定含量的值偏低,采用其他方法測定結(jié)果均高于標(biāo)準(zhǔn)值,而在測定6、7號樣品時火焰原子吸收曲線變化幅度較大;Fe元素在7種方法測定下含量均高于標(biāo)準(zhǔn)值,但在測定7種樣品時,火焰原子吸收曲線變化幅度均較大;Cr元素采用方法1、方法2以及方法4時,測定含量的值偏高,采用方法3時,測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)方法一致,采用方法5、方法6以及方法7時,測定結(jié)果均低于標(biāo)準(zhǔn)值;Pb元素采用方法3時,測定結(jié)果高于標(biāo)準(zhǔn)值,采用其他6種方法時,測定結(jié)果均低于標(biāo)準(zhǔn)值,其中方法7測定結(jié)果低于標(biāo)準(zhǔn)值的50%;Mn元素采用的7種方法測定結(jié)果均低于標(biāo)準(zhǔn)值。相對于其他4種土壤重金屬含量的測定而言,Cr的消解效果較差,方法6回收率僅為51%。消解結(jié)束后溶液呈棕黃色,有灰黑色殘渣,消解不完全,這可能是由于土壤中存在大量的硅,一部分重金屬元素存在于礦物晶格中,且晶格比較穩(wěn)定,只有氫氟酸才能破壞這類晶格,釋放出里面的元素,消解液無法將土樣中Cr徹底溶出,是造成回收率偏低的直接原因。
Cu元素、Fe元素7種方法重金屬回收率均達(dá)到90%,Cr元素在采用方法5、6、7時,Pb元素采用方法4、5、7時,Mn元素采用所有樣品蒸千時,回收率均低于90%,說明電熱板溫度控制不正確時土壤重金屬不易消解完全。
結(jié)論
不同類型的土壤中重金屬含量有較大差異,不同消解方法對重金屬含量分析的影響也有差異。7種消解方法對標(biāo)準(zhǔn)土樣Cu、Fe、Mn、Pb、Cr含量的測定值顯示,只有Fe、Mn含量的測定值在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi),Cu含量在HClO4,蒸干的條件下測定值不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),Pb含量在HNO3,蒸干、HF蒸干HClO4,蒸干以及HNO3、HClO4,同時蒸干、HNO3、HF、HClO4,同時蒸干的條件下測定值不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),Cr含量在只有HClO4,蒸干的條件下測定值在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)??偟膩碚f,HNO3+ HF+HClO4,體系的電熱板消解對土樣中的各種重金屬都有較理想的消解效果,但是,加酸量的多少以及電熱板溫度控制的準(zhǔn)確性都影響土壤重金屬含量的測定。因此,在測定土壤中重金屬含量的時候應(yīng)盡量事先多選用幾種方法做對比實驗,通過對結(jié)果的分析,從中選取適合該土壤類型的測定方法。