土壤质量 有效态镉 分析方法优化的探讨

土壤质量 有效态镉 分析方法优化的探讨

单敏

身份证号码：430723199401307446

摘要：随着社会经济的发展，人们在社会生产过程中排放大量的金属进入土壤中，使得土壤结构和功能恶化，质量下降，并直接危害到人类们的健康和发展。然而人们随着社会的发展对生活的质量也随之提高。因此，研究重金属对土壤结构和功能恶化，为制定出相应的措施提供了良好的平台，同时也为保证人们的生活质量创造更好的条件具有重要的意义。本次探讨研究方向土壤中有效态镉基于《土壤质量 有效态铅和镉的测定 原子吸收法》（GB/T 23739-2009），在同等检测条件下通过调整仪器参数、炉程序、土壤称样量等方法来缩短样品分析时间的同时确保检测分析结果的准确性。

关键词：有效态镉 分析方法优化 时间优化石墨炉原子吸收分光光度法

1 实验分析

1.1方法原理

采用DTPA（二乙三胺五乙酸）提取剂浸提出土壤中镉，其含量与作物对镉的吸收较高的相关性。DTPA能迅速与镉等离子生成水溶性化合物，在特制的空心阴极灯照射下，气态中基态金属原子吸收特定波长的能量而跃迁到较高能及状态，光路中基态原子的数量越多，对其特征辐射能量的吸收就越大，且与该原子的密度成正比，最后根据标准系列进行定量计算。

1.2适用范围

本方法适用于土壤中效态镉质量浓度小于0.5mg/kg的样品分析。

1.3仪器设备

主要分析设备：原子吸收分光光度计（珀金埃尔默PEAA900T 石墨炉）；

辅助设备耗材：镉空心阴极灯、往复振荡器、离心机、50mL离心管、试剂瓶、标液瓶等。

1.4试剂、标准物质

参考《土壤质量 有效态铅和镉的测定 原子吸收法》（GB/T 23739-2009），如下：

（1）纯水：超纯水，符合GB/T6682中规定的一级标准用水；

（2）盐酸（HCL）：GR500mL，国药，配制成6mol/L的盐酸溶液；

（3）硝酸（HNO3）：GR500mL，国药，配制成1+1的盐酸溶液；

（4）三乙醇胺（TEA）：AR/500ml，国药，用于配置DTPA浸提剂；

（5）氯化钙（CaCl2）：AR/500ml，国药，用于配置DTPA浸提剂；

（6）基体改进剂：使用1g/100mL的磷酸二氢铵和0.006g/100mL的硝酸镁配制而成的基体改进剂，亦使用0.1g/100mL的硝酸钯配置；

（7）乙醇：GR500mL，国药，石墨炉中的石墨锥和进样口的清洗；

（8）乙酰丙酮：AR/500ml，国药，石墨炉中的石墨锥和进样口的清洗；

（9）镉的标准溶液：1000mg/L的标准储备液，环保部标准样品研究所；

（10）土壤成分分析标准物质-湖北水稻土（ASA-4a）：地球物理地球化学勘查研究所。

1.5样品前处理

根据GB/T23739-2009土壤质量有效态铅镉的测定的方法标准熟悉分析过程。准备实验过程中所需要的玻璃器皿，并将其在10%的硝酸中浸泡并洗涤干净。然后依据标准方法配制实验过程所用到的DTPA浸提剂、系列标准曲线点和盲样。最后通过控制标准曲线的相关系数和盲样的准确度对仪器进行调试（通过调节炉程序的温度）。

样品溶液处理：称取好的样品（ASA-4a水稻土（基体））分别放进带有标识的50mL离心管中，用移液管准确加入25mL的DTPA浸提剂，室温（252℃）下，水平式往复振荡180次/min，提取2h（提取后应固液分离明显，否则继续离心），测样时应去用针筒过滤后的样品溶液。

1.6探讨研究方案

1.6.1调整仪器设备参数

本次研究主要通过调整仪器的相关条件，即将原有干燥、灰化、原子化以及清除阶段的条件进行了调整，其他因素不变，调整如下表所示：

主要通过提高灰化温度、加长灰化时间可以促进有机溶剂的灰化，同时调整石墨炉炉程序，如下表：

通过仪器参数条件、石墨炉炉程序的调整，将样品分析时间由180s调整为92s，缩短了样品分析时间，有效的提高了工作效率，节省人力、时间、物质成本。

1.6.2样品准确性实验

在设定好的仪器设备参数及石墨炉炉程序（92s分析）的基础上，按GB/T 23739-2009标准中的分析方法进行样品的准确性实验。主要采用标准物质（ASA-4a水稻土（基体））对有效态镉进行实验测试。

（1）标准曲线的建立

镉标准曲线的配制：分别吸取0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00mL镉标准工作液于50mL的50µg/L容量瓶中，用DTPA提取剂稀释至刻度，摇匀。此标准系列，相当于镉的质量浓度分别为0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00µg/L，适用于一般样品的测定（带自动进样器，标准曲线可由仪器自行完成）

有效态镉工作曲线配制（石墨炉原子吸收）

有效态镉工作曲线图如下：

（2）样品分析结果对比

在同等条件下，分别称取标准物质为（ASA-4a水稻土（基体））5.00g、2.00g各10份按GB/T 23739-2009标准中5.1试液制备，即本文1.5样品前处理章节的方式进行样品处理，处理好后的样品通过PEAA900T进行样品分析，具体分析结果如下：

称样量为5.00g检测分析结果表

由此可知：在其他实验条件相同的情况下，改变仪器设备参数及石墨炉炉程序，称样量为5.00g左右，检测分析结果表明，有效态镉的实验数据浓度1组偏大、7组偏低，2组合格，合格率占比20%。

称样量为2.00g检测分析结果表

由此可知：在其他实验条件相同的情况下，改变仪器设备参数及石墨炉炉程序，称样量为2.00g左右，检测分析结果表明，有效态镉的实验数据浓度1组偏大、9组合格，合格率占比90%。

1.6.3仪器使用的注意事项

（1）新的石墨管使用前应进行石墨管老化，进样针长度为8～9cm，并倾斜45度角，调节进样针位置时，进入石墨管内的针尖应靠后向下；

（2）石墨炉中的石墨锥和进样口可以用乙醇或乙酰丙酮擦洗，若遇到样品中盐份较高的情况，可用适当的纯水（去离子水）进擦洗，并用棉签擦干，避免盐份富集在石墨锥上对检测结果造成影响；

（5）测样过程中，为了提高吸光度的灵敏度，可使用1g/100mL的磷酸二氢铵和0.006g/100mL的硝酸镁配制而成的基体改进剂，亦使用0.1g/100mL的硝酸钯作为基体改进剂。

2 结论探讨

（1）通过实验分析论证，样品的取样量及干燥、灰化、原子化的温度、时间对样品的测试正确性均有较大的影响。土壤中有效态镉基于《土壤质量 有效态铅和镉的测定 原子吸收法》（GB/T 23739-2009），在同等检测条件下，通过对仪器设备参数、炉程序进行调整优化，同时将样品按GB/T 23739-2009标准中5.1试液制备，即本文1.5样品前处理章节的方式称取5.00g的样品进行试液制备后进行检测分析，分析结果准确率仅为20%，数据显示，大部分严重偏低，造成此现象的原因可能是由于炉程序时间由180s缩短为92s导致在进样过程中由于样品质量浓度较大，干燥、灰化、原子化时间不够，导致数据偏低。与此同时，对比了一组称取2.00g的样品进行试液制备后进行检测分析，分析结果准确率达到了90%，数据显示，1组数据偏大，其余数据均在合格范围内。由此可知，在同等检测条件下，炉程序时间由180s缩短为92s，称样量为2.00g比称样量为5.00g时，测得的数据具有更高的准确性。

（2）土壤中有效态镉的测定在土壤环境调查中运用较为广泛，正常的环境监测分析中，土壤有效态镉采用石墨炉原子吸收分光光度法分析方法测定1个样品浓度时间约为3min左右，在环境普查情况下无法完成大额任务单。正所谓“时间就是金钱，效率就是生命”，在仪器设备工作条件允许，且符合国家分析标准允许范围内的程序优化，提高工作效率，节省人力、时间、物质成本，是可行的。

3 参考文献

[1] GB/T23739-2009土壤质量有效态铅镉的测定 原子吸收法

[2] 中华人民共和国环境保护部官网

[3] 百度http://www.docin.com/p-256329521.html