石天平,梁述廷
(安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所,安徽合肥230001)
隨著土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價的大規(guī)模展開,土壤中痕量金測定工作量越來越大。目前土壤中金的測定方法有化學(xué)光譜法、原子吸收法、分光光度法、催化極譜法及ICP-MS 法,但不管使用哪種方法都離不開繁瑣的前處理步驟,其中以活性炭、泡沫塑料富集[1-2]技術(shù)較為成熟。在前處理中大多采用王水溶礦,定容澄清,分取清液,泡沫塑料吸附,硫脲解脫再稀釋后上機(jī)檢測。這些處理過程不但步驟多,耗時長,不利于大批量生產(chǎn),同時經(jīng)過分取和稀釋影響了方法的檢出限,特別是對低背景地區(qū)檢測較為困難。本文方法采用在200 mL 三角瓶中王水溶礦,不需分液,直接泡沫吸附,用0.05%硫脲解脫,不需分液稀釋,直接上機(jī)檢測,極大地提高了分析速度,同時也降低了分析檢出限,方法快速、有效,適用于批量生產(chǎn)。
0.05 %硫脲水溶液:稱取0.5 g(分析純)于250 mL燒杯中,加100 mL 去離子水加熱溶解,轉(zhuǎn)入1 L 容量瓶中,定容備用。
金標(biāo)準(zhǔn)溶液:準(zhǔn)確稱取光譜純金粉0.100 0 g 于50 mL 燒杯中,加王水20 mL,沸水溶解,轉(zhuǎn)入1 000 mL 容量瓶中,沖至刻度搖勻,此溶液為100 μg/mL,逐級稀釋至5 ng/mL 工作溶液。內(nèi)標(biāo)10 ng/mL Re,購于美國熱電元素公司。
泡沫塑料:市售聚氨酯泡沫塑料,10%HCl 浸泡24 h 洗凈,剪成Ф1 cm×2 cm 的圓柱狀,用水洗凈晾干備用;200 mL 三角瓶;10 mL 比色管。
Thermo X series 2 ICP-MS(美國熱電元素公司);振蕩器;電熱恒溫水浴鍋。
儀器工作條件見表1。
表1 儀器工作條件
分別取1.0 mL、2.0 mL、5.0 mL、10.0 mL、50.0 mL 標(biāo)準(zhǔn)工作液置于三角瓶中與樣品作一樣條件處理,上機(jī)測定,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
稱取10 g 樣品于瓷舟中,在650℃馬弗爐中焙燒2 h,冷卻后移入200 mL 三角瓶中,加少許水濕潤,加入新配制的王水30 mL 于電熱板上加熱1 h,取下,加入適量水及一小塊泡沫塑料,在振蕩器上振蕩40 min,取出泡沫洗滌干凈,放入10 mL 比色管中加入5 mL 0.05%硫脲水溶液于沸水中加熱30 min,擠壓泡沫塑料至干棄之,此解脫液待測。
通常樣品分解后要加水定容,加沉淀劑澄清,分液富集。該方法樣品在三角瓶中分解后直接加一小塊泡沫塑料吸附,用兩種方法分別對實(shí)際樣品進(jìn)行測試,對比結(jié)果如表2。由表2 可見,結(jié)果沒有差別,這就省了兩道工序,節(jié)省了大量時間,極大地提高了分析速度。
表2 樣品分析結(jié)果
泡沫塑料富集后一般用0.5%硫脲水溶液解脫,分液稀釋,上機(jī)檢測,這就直接降低了待測元素濃度。本方法選擇國家一級標(biāo)樣GAu-2 及GAu-10,分別用0.01%、0.05%、0.1%、0.5%、1.0%5 mL 硫脲水溶液解脫,解脫液直接上機(jī)檢測,結(jié)果見表3。從檢測結(jié)果看,選擇0.05%5 mL 硫脲水溶液解脫較為合適,這就避免了分液稀釋的麻煩,同時沒有降低待測元素濃度。
表3 標(biāo)樣分析結(jié)果
按照該方法的實(shí)驗(yàn)步驟處理12 份空白溶液,上機(jī)檢測,計(jì)算出檢出限為0.12 ng/g,大大低于1∶25 萬土壤樣品化學(xué)成分分析要求。
對國家一級標(biāo)樣GAu-2、GAu-10 及GAu-11 進(jìn)行10 次測定,計(jì)算精密度見表4,滿足試驗(yàn)要求。
表4 方法精密度
分別對國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GAu-2 及GAu-10 進(jìn)行6 次平行測定,計(jì)算平均值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的相對誤差,結(jié)果見表5,均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
表5 方法準(zhǔn)確度
本方法采用王水溶礦,硫脲解脫后不需分液稀釋,直接上機(jī)檢測,極大地提高分析速度,同時也降低了分析檢出限,方法快速、有效,適用于批量生產(chǎn)。
本方法在我所近幾年農(nóng)業(yè)土壤調(diào)查、環(huán)境評價中得到廣泛運(yùn)用,取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。