Icp-aes测定土壤中镉含量的方法
【专利摘要】本发明公开的ICP-AES测定土壤中镉含量的方法，通过萃取-反萃取体系对混合酸消解后的土壤样品进行处理，解决了低镉含量土壤消解液中镉元素浓缩以及土壤基质造成的镉元素光谱吸收峰发生偏移的问题。该方法通过在一定的pH介质下，先使消解液中的镉离子与二乙基二硫代氨基甲酸钠形成螯合物，再通过CCl4有机相萃取分离，然后加入硝酸-双氧水混合溶液对该螯合物氧化破坏，将镉元素反萃取于水相，最后测定镉含量。实验结果表明，本发明方法简单可行、精密度高、准确度好，可实现土壤中低含量镉的测定，可弥补ICP-AES无法准确测定土壤中镉含量的空白，为土壤中镉含量的检测分析提供了新的借鉴和参考。
【专利说明】ICP-AES测定土壤中镉含量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种镉含量的测定方法，尤其是涉及一种ICP-AES测定土壤中镉含量的方法。
【背景技术】
[0002]电感耦合等离子体发射光谱仪(即ICP-AES)，是以电感耦合等离子矩为激发光源的光谱分析仪器，具有安全、简便以及能够同时测定多种元素含量的优点，其对元素的检测限为0.001mg/L。ICP-AES在土壤中重金属的测定方面已有应用。但是，ICP-AES目前还无法直接应用于土壤中镉元素的测定:一方面，在自然环境中，尤其是农田土壤中，作为重要的重金属元素的镉在土壤中的含量较低，受ICP-AES检测限的制约，土壤中镉含量难以检出；另一方面，土壤成分复杂，若直接采用ICP-AES测定镉含量，消解后试液中含有的土壤基质会严重干扰ICP-AES的测定，使镉元素的光谱吸收峰发生偏移，因而无法获得准确的镉含量的测定结果。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种ICP-AES测定土壤中镉含量的方法，该方法简单可行，解决了低镉含量土壤消解液中镉元素浓缩以及经混合酸消解的土壤消解液中的土壤基质造成的镉元素光谱吸收峰发生偏移的问题，可弥补现有技术中ICP-AES无法准确测定土壤中镉含量的空白。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为=ICP-AES测定土壤中镉含量的方法，包括以下步骤:
[0005]I)消解:称取0.3?0.5g 土壤样品装入消解管中，再称取0.3?0.5g作为对照的二氧化硅装入另一消解管中，参照GB/T17141-1997《土壤质量-铅、镉的测定-石墨炉原子吸收分光光度法》“6.1试液的制备”部分中的消解过程分别对土壤样品和二氧化硅进行消解，得到土壤消解液和二氧化硅消解液；
[0006]2)萃取:将土壤消解液和二氧化硅消解液各自转移至250mL或500mL的分液漏斗中，用超纯水分别润洗消解管数次，并将润洗过消解管的水分别倒入分液漏斗中，加超纯水使分液漏斗中的水量均达到80?150mL ;然后在分液漏斗中均加入浓度为200?400g/L的柠檬酸三铵溶液2?4mL和浓度为0.5?1.5g/L的溴百里酚蓝指示剂2?3滴；再用氨水调节PH值至7?8 ;之后分别加入浓度为1.5?3%的二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液2?4mL,摇勻后分别加入四氯化碳15?25mL,振荡5?1min ；
[0007]3)反萃取:将步骤2)中的四氯化碳分别转移至50mL的比色管中，然后分别在比色管中加入硝酸-双氧水混合溶液I?2mL,振荡I?2min,静置10?15min后,分别加入超纯水定容至5mL，得到5mL备测液和5mL作为对照的空白液；
[0008]4) ICP-AES测定镉含量:首先配制多个不同浓度的镉标准溶液，并设定标准曲线的浓度，再把多个镉标准溶液依次从ICP-AES的进样口进样测定，ICP-AES显示各个镉标准溶液的光谱强度并绘制标准曲线；然后再分别将空白液和备测液从ICP-AES的进样口进样测定，ICP-AES显示作为对照的空白实验镉离子浓度值和备测液的镉离子浓度值，镉离子浓度值扣除空白实验镉离子浓度值后，经过换算即得到土壤中的镉含量，换算公式为:土壤镉含量(mg/kg)=[备测液的镉离子浓度值-空白实验镉离子浓度值](ug/mL)*备测液体积(mL)/土壤样品质量(g)。
[0009]所述的溴百里酚蓝指示剂的制备过程为:取0.1g溴百里酚蓝溶于超纯水中，并转移至10mL容量瓶中，加超纯水定容至10mL,保存于试剂瓶中备用。
[0010]所述的硝酸-双氧水混合溶液由浓硝酸与30%双氧水以1:1的体积比混合而成。
[0011]所述的浓硝酸为优级纯或以上纯度，所述的30%双氧水为分析纯或以上纯度。
[0012]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明方法通过萃取-反萃取体系对混合酸消解后的土壤样品进行处理，解决了低镉含量土壤消解液中镉元素浓缩以及经混合酸消解的土壤消解液中的土壤基质造成的镉元素光谱吸收峰发生偏移的问题。本发明方法通过在一定的PH介质下，先使消解液中的镉离子与二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC-Na)形成螯合物，再通过CCl4有机相萃取分离，解决了土壤中复杂基质对ICP-AES测定的干扰问题；然后加入硝酸-双氧水混合溶液对该螯合物氧化破坏，将镉元素反萃取于水相，解决了镉浓缩的问题；最后通过电感耦合等离子体发射光谱仪测定镉含量。实验结果表明，本发明方法简单可行、精密度高、准确度好，可实现土壤中低含量镉的测定，可弥补ICP-AES无法准确测定土壤中镉含量的空白，为土壤中镉含量的检测分析提供了新的借鉴和参考。
【具体实施方式】
[0013]以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0014]为验证本发明方法测定结果的准确性,选取已知浓度为0.45±0.06mg/kg的编号为GBW07405 (GSS-5)的标准土壤样品作为第一组样品，取样数量为7个，标记为实施例1?7，测定其镉含量；选取已知浓度为0.13±0.03mg/kg的编号为GBW07406 (GSS-6)的标准土壤样品作为第二组样品，取样数量同样为7个，标记为实施例8?14，测定其镉含量。实施例所用检测设备为2100DV型ICP-AES (钼金埃尔默)，所用水均为由美国生产的MiIIipore-Q超纯水系统制备的超纯水。
[0015]实施例1?14的标准土壤样品中镉含量的测定方法包括以下步骤:
[0016]I)消解:采用AR2140型分析天平称取0.5g 土壤样品装入聚25mL的四氟乙烯消解管中，再称取0.5g作为对照的二氧化硅装入另一聚四氟乙烯消解管中，参照GB/T17141-1997《土壤质量-铅、镉的测定-石墨炉原子吸收分光光度法》“6.1试液的制备”部分中的消解过程分别对土壤样品和二氧化硅进行消解，得到土壤消解液和二氧化硅消解液；
[0017]2)萃取:将土壤消解液和二氧化硅消解液各自转移至250mL的分液漏斗中,用超纯水分别润洗聚四氟乙烯消解管2?3次，并将润洗过聚四氟乙烯消解管的水分别倒入分液漏斗中，加超纯水使分液漏斗中的水量均达到10mL ;然后在分液漏斗中均加入浓度为300g/L的柠檬酸三铵溶液3mL和浓度为1.0g/L的溴百里酚蓝指示剂2?3滴，该溴百里酚蓝指示剂的制备过程为:取0.1g溴百里酚蓝溶于超纯水中，并转移至10mL容量瓶中，加超纯水定容至10mL,保存于试剂瓶中备用；再用1:1的氨水调节pH值至7?8，此时溶液的颜色由黄色变为黄绿色；之后分别加入浓度为2%的二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液3mL，摇匀后分别加入四氯化碳20mL,振荡5~1min ；
[0018]3)反萃取:将步骤2)中的四氯化碳分别转移至50mL的比色管中，然后分别在比色管中加入浓硝酸(纯度为:优级纯，GR)与30%双氧水(纯度为分析纯，AR)以1:1的体积比混合而成硝酸-双氧水混合溶液lmL，振荡lmin，静置1min后，分别加入超纯水4mL左右定容至5mL，得到5mL备测液和5mL作为对照的空白液；
[0019]4) ICP-AES 测定镉含量:
[0020]首先，在测定开始之前检查仪器，确保仪器处于正常的工作状态；
[0021]然后，分别配制浓度为0mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、lmg/L、2.5mg/L、4.98mg/L 的 6 个镉标准溶液，并在电脑中设定相应的标准曲线的浓度，再把6个镉标准溶液依次从ICP-AES的进样口进样测定，ICP-AES显示各个镉标准溶液的光谱强度并绘制标准曲线；然后再分别将空白液和备测液从ICP-AES的进样口进样测定，ICP-AES显示作为对照的空白实验镉离子浓度值(即空白值)和备测液的镉离子浓度值，镉离子浓度值扣除空白实验镉离子浓度值后，经过换算即得到土壤中的镉含量(即换算值)，换算公式为:土壤镉含量(mg/kg)=[备测液的镉离子浓度值-空白实验镉离子浓度值](ug/mL)*备测液体积(mL)/土壤样品质量(g)。
[0022]上述实施例1~14的标准土壤样品的取样质量及测定结果等数据见表1。
[0023]表1实施例1~14的ICP-AES测定土壤中镉的测定结果
[0024]
【权利要求】
1.1CP-AES测定土壤中镉含量的方法，其特征在于包括以下步骤: 1)消解:称取0.3?0.5g 土壤样品装入消解管中，再称取0.3?0.5g作为对照的二氧化硅装入另一消解管中，参照GB/T17141-1997《土壤质量-铅、镉的测定-石墨炉原子吸收分光光度法》“6.1试液的制备”部分中的消解过程分别对土壤样品和二氧化硅进行消解，得到土壤消解液和二氧化硅消解液； 2)萃取:将土壤消解液和二氧化硅消解液各自转移至250mL或500mL的分液漏斗中，用超纯水分别润洗消解管数次，并将润洗过消解管的水分别倒入分液漏斗中，加超纯水使分液漏斗中的水量均达到80?150mL ;然后在分液漏斗中均加入浓度为200?400g/L的柠檬酸三铵溶液2?4mL和浓度为0.5?1.5g/L的溴百里酚蓝指示剂2?3滴；再用氨水调节PH值至7?8 ;之后分别加入浓度为1.5?3%的二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液2?4mL,摇勻后分别加入四氯化碳15?25mL,振荡5?1min ； 3)反萃取:将步骤2)中的四氯化碳分别转移至50mL的比色管中，然后分别在比色管中加入硝酸-双氧水混合溶液I?2mL,振荡I?2min,静置10?15min后,分别加入超纯水定容至5mL，得到5mL备测液和5mL作为对照的空白液； 4)ICP-AES测定镉含量:首先配制多个不同浓度的镉标准溶液，并设定标准曲线的浓度，再把多个镉标准溶液依次从ICP-AES的进样口进样测定，ICP-AES显示各个镉标准溶液的光谱强度并绘制标准曲线；然后再分别将空白液和备测液从ICP-AES的进样口进样测定，ICP-AES显示作为对照的空白实验镉离子浓度值和备测液的镉离子浓度值，镉离子浓度值扣除空白实验镉离子浓度值后，经过换算即得到土壤中的镉含量，换算公式为:土壤镉含量(mg/kg)=[备测液的镉离子浓度值-空白实验镉离子浓度值](ug/mL)*备测液体积(mL)/土壤样品质量(g)。
2.根据权利要求1所述的ICP-AES测定土壤中镉含量的方法，其特征在于所述的溴百里酚蓝指示剂的制备过程为:取0.1g溴百里酚蓝溶于超纯水中，并转移至10mL容量瓶中，加超纯水定容至10mL,保存于试剂瓶中备用。
3.根据权利要求1或2所述的ICP-AES测定土壤中镉含量的方法，其特征在于所述的硝酸-双氧水混合溶液由浓硝酸与30%双氧水以1:1的体积比混合而成。
4.根据权利要求3所述的ICP-AES测定土壤中镉含量的方法，其特征在于所述的浓硝酸为优级纯或以上纯度，所述的30 %双氧水为分析纯或以上纯度。
【文档编号】G01N21/71GK104034718SQ201410211425
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】丁奇芳, 张秋芳, 徐继荣, 周阳靖 申请人:宁波大学