我國自八十年代開始在重金屬的標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測方法中加入了原子吸收法,目前已從常規(guī)的火焰原子吸收方法體系發(fā)展到以石墨爐原子吸收方法為主的方法體系,前者主要用于污水、土壤消解液和固體廢物浸出液的重金屬分析,也可用于K, Na, Ca, Mg, Fe等常量金屬元素分析,而石墨爐法多用于地表水、飲用水源地表水及大氣顆粒物中重金屬元素的監(jiān)測分析。 在美、日等發(fā)達(dá)國家已有ICP—AES與原子吸收法同時使用的標(biāo)準(zhǔn)方法系列,我國ICP—AES在環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境研究方面尚未普及,ICP—AES標(biāo)準(zhǔn)方法的編制與頒布尚須時日。隨著我國原子吸收應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,其不僅用于無機金屬化合物的監(jiān)測分析,亦可用于NO-3、NO-2、S2-等陰離子的監(jiān)測分析。此外,在國外用N2O-C2H2火焰才能測定的Al,我國使用間接法原子吸收法亦可測定,且靈敏度較高,使用效果優(yōu)于N2O-C2H2火焰法。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中,經(jīng)常要對土壤、肥料、植株、飼料等進(jìn)行化學(xué)分析。除一些常量元素鉀、鈉、鈣、鎂等以外,微量元素銅、鋅、鐵、錳、鋁、硼等也是非常重要的,如果土壤中缺乏這些元素,農(nóng)作物將會因此而呈現(xiàn)一定的病態(tài),最終導(dǎo)致歉收。谷物和飼料中微量元素含量的多少也十分重要,因為它們直接關(guān)系到人體及動物的健康水平。
原子吸收分光光度法(簡稱AAS法)分為火焰AAS、石墨爐AAS、氫化物AAS。此法可以測定土壤、植株、肥料、谷粒和飼料等所含有的微量元素。與常規(guī)比色法相比,它具有方便快速、靈敏度高、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好等優(yōu)點。
一、土壤中微量元素的測定
在測定土壤有效態(tài)的微量元素時,對于不同的元素要選擇適當(dāng)?shù)?、適合不同類別土壤的提取劑。原子吸收法非常適用于土壤提取液的測定,提取液可直接噴霧,干擾少、速度快,適合測定大批樣品。
土壤提取液中的銅、鋅、鐵、錳可以用空氣一乙炔火焰法很方便地測定。鋁是較難原子化的元素,在土壤中含量低,測定靈敏度低,在AAS法中需要用笑氣一乙炔或石墨爐AAS法進(jìn)行測定。硼不能按照所要求的靈敏度直接進(jìn)行測定,但用有機溶劑萃取的方法可以提高測定硼的靈敏度。硼需要用笑氣一乙炔焰來測定,而用石墨爐AAS法測硼的困難較大。
二、植株中微量元素的測定
植株樣品的前處理可以采用干灰化法和硝酸/高氯酸濕消化法。干法與濕法相比其優(yōu)點是,空白低、精度好,一次處理的樣品量大。而濕法方便、速度快。若采用干法,樣品在灰化以前用硝酸預(yù)處理,可以加速樣品灰化并增加灰分的溶解度。銅和鐵以硝酸鹽的形式存在而不會形成硅酸鹽,因此可以較好地測定。不論采用干法或是濕法,樣品處理后,可直接用A人S法測定其中的微量元素。銅、鋅、鐵、錳可以很方便地用空氣一乙炔火焰進(jìn)行測定,無干擾,只有個別元素需要富集。如用有機溶劑萃取的有鋁、硒、硼。用石墨爐AAS法測定鉑的結(jié)果與比色法有較好的相關(guān)性。
在分析植株樣品時應(yīng)注意:(1)測硼時,樣品必須用干法處理,若用濕法,硼會因揮發(fā)而損失。測鐵時,葉片材料必須經(jīng)過稀酸或去污劑洗滌,否則鐵的分析是無意義的。(2)不能將同一植株的不同部分混合在一起進(jìn)二行分析,因為各種作物的植株中,微量元素的分布是不均勻的。
除上述的土壤和植株外,AAS法也非常適合于各種肥料、飼料和谷物中微量元素的分析。例如:銅、鋅、鐵、錳、鉆、鎳等。值得一提的是,近來硒已被廣泛地加以研究。因為硒不論是對人、動物還是植物都很重要。雖然土壤中的硒很稀少,但植物能富集硒而變得對家畜有害。富硒土壤對植物有嚴(yán)重的損害,自然也影響到動物和人。不過,如果土壤中含硒過少,動物和人又會患缺硒病。
硒是一個比較難測的元素,一般可用石墨爐AAS法和氫化物AAS法測定。
三、土壤中鉛含量的測定
1樣品
將采集的土壤樣品(一般不少于500g)混勻后用四分法縮至約100g??s分后的土樣經(jīng)風(fēng)干(自然風(fēng)干或冷凍干燥)后,除去土樣中石子和動植物殘體等異物,用木棒(或瑪瑙棒)研壓,通過2mm尼龍篩(除去2mm以上的沙礫),混勻。用瑪瑙研缽將通過2mm尼龍篩的土樣研至全部通過100目(孔徑0.149mm)尼龍篩,混勻后備用。注意事項:土樣采集時要做到均勻,磨制過程中避免使用金屬篩。
2試液的制備
2.1 消解
準(zhǔn)確稱取0.2~0.5g(精確至0.0002g)試樣于50ml聚四氟乙烯坩堝中,用水潤濕后加入10ml鹽酸,于通風(fēng)廚內(nèi)的電熱板上低溫加熱,使樣品初步分解,待蒸發(fā)至約剩3ml左右時,取下稍冷,然后加入5ml硝酸,5ml氫氟酸,3ml高氯酸,加蓋后于電熱板上中溫加熱1h左右,然后在蓋,繼續(xù)加熱除硅,為了達(dá)到良好的飛硅效果,應(yīng)經(jīng)常搖動坩堝。當(dāng)加熱至冒濃厚高氯酸白煙時,加蓋,使黑色有機物充分分解。待坩堝壁上的黑色有機物消失后,開蓋,驅(qū)趕白煙并內(nèi)容物呈粘稠狀。視消解情況,可以再加入3ml硝酸,3ml氫氟酸,1ml高氯酸,重復(fù)上述消解過程。當(dāng)白煙再次冒盡且內(nèi)容物呈粘稠狀時,取下稍冷,用水沖洗坩堝蓋及內(nèi)壁,并加入1ml鹽酸溶液溫?zé)崛芙鈿堅H缓笕哭D(zhuǎn)移至100ml容量瓶中定容,待測。
3鉛標(biāo)準(zhǔn)儲備液,1.000mg/L
稱取1.0000g(精確至0.0002g)光譜純金屬鉛于50ml燒杯中,加入20ml硝酸溶液,溫?zé)崛芙?,全量轉(zhuǎn)移至1000ml容量瓶中,冷卻后,用水定容至標(biāo)線,搖勻。
鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液,鉛5mg/L:用鹽酸溶液逐級稀釋鉛標(biāo)準(zhǔn)儲備液配制。
四、原子吸收光譜儀簡明操作規(guī)程
1.輔助系統(tǒng)檢查
打開空壓機,出口壓力調(diào)節(jié)到350 kPa左右。
打開乙炔瓶,出口壓力調(diào)節(jié)到左右。乙炔氣壓力如低于700 kPa ,請更換鋼瓶,防止丙酮溢出。)
2.通電
打開通風(fēng)系統(tǒng)。
開儀器電源。
開計算機,進(jìn)入操作系統(tǒng)。
3. 運行
啟動軟件, 進(jìn)入儀器頁面, 單擊工作表格“新建”,出現(xiàn)新工作表格窗口,在此輸入方法名稱,并按確定,進(jìn)入工作表格的建立頁面。
按添加方法,在“添加方法”窗口里,選擇你要分析的元素(注意方法類型),按確定。重復(fù)此步,直到選擇完所有待分析元素。
按“編輯方法”進(jìn)入方法窗口。
在類型/模式中,將每一個元素進(jìn)樣模式選為“手動”。并注意火焰類型是否為軟件默認(rèn)的類型,否則需更改與儀器使用的火焰一致(從窗口下邊進(jìn)行元素切換)。
在“光學(xué)參數(shù)”中,設(shè)定并對應(yīng)好每一個元素的燈位(從窗口下邊進(jìn)行元素切換)。
在“標(biāo)樣”中,輸入每一個元素的標(biāo)樣濃度(從窗口下邊進(jìn)行元素切換)。按確定,結(jié)束方法編輯。
如果以多元素快速序列分析,按“快速多元素FS”,進(jìn)入FS向?qū)?,一直按“下一步”,直至“完成”?br /> 按“分析”進(jìn)入工作表格的分析頁面。
按“選擇”,選擇你要分析的樣品標(biāo)簽(使要分析的標(biāo)簽變紅),此時,開始或繼續(xù)按鈕將變實。再按選擇,確認(rèn)所選擇的內(nèi)容
按“優(yōu)化”,選擇你要優(yōu)化的方法后按確定,并按提示進(jìn)行操作,確保每一個元素?zé)舭惭b和方法設(shè)定一致。優(yōu)化完畢后,按取消完成優(yōu)化。
按“開始”,按軟件提示進(jìn)行點火,檢查,并按軟件提示安裝燈,切換燈位以及提供空白,標(biāo)樣和樣品溶液。直至完成分析。
4. 報告
單擊“報告”,進(jìn)入報告工作窗口的工作表格頁面。
選擇剛才分析的方法表格名稱,按下一步進(jìn)入選擇頁面。
選擇你所分析的標(biāo)簽范圍,按下一步進(jìn)入設(shè)置頁面。
設(shè)置你所需要報告的內(nèi)容,再按下一步進(jìn)入報告頁面。
按“打印報告”,打印完畢,按關(guān)閉,返回工作報告窗口。
5. 關(guān)機
樣品做完后,吸蒸餾水3-5分鐘,清洗霧化器系統(tǒng)。
關(guān)閉乙炔氣瓶閥(若火焰已經(jīng)熄滅,則按點火按鈕,將管路中的乙炔放掉。)
關(guān)閉空壓機
關(guān)閉所有被打開的窗口并退出軟件。 關(guān)閉儀器電源和計算機。 關(guān)閉通風(fēng)系統(tǒng)。
如必要,清空廢液容器,按照相應(yīng)手冊拆卸、清洗并維護附件。