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火焰原子吸收分光光度法测定土壤中镍

高秋荣

2018/08/11
国联质检团队

私聊

土壤固体废弃物监测

火焰原子吸收分光光度法测定土壤中镍

环境室：龙潇宇

一、方法概述
本方法依据《土壤质量镍的测定火焰原子吸收放光光度法》GB/T17139-1997。采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸全分解的方法，彻底破坏土壤的矿物晶格，使试样中的待测元素全部进入试液中。然后，将消解液喷入空气-乙炔火焰中。在火焰的高温下，镍化合物离解为基态原子，基态原子蒸汽对镍空心阴极灯发射的特征谱线232.0nm产生选择性吸收。在选择的最佳测定条件下，测定镍的吸光度。
本方法适用于土壤中镍的测定。当称取0.5g试样消解定容至50ml时，本方法的检出限为5mg/kg。
二、仪器和试剂
1. 仪器及设备
1.1 原子吸收分光光度计（带有背景扣除装置）。
1.2 镍空心阴极灯。
1.3 玛瑙研磨机。
1.4 空压机。
1.5 乙炔气瓶。
2. 试剂
试剂另有说明外，均为符合国家标准的分析纯试剂，试验用水为去离子水或同等纯度的水。
2.1 盐酸：优级纯。
2.2 硝酸：优级纯。
2.3 氢氟酸：优级纯。
2.4 高氯酸：优级纯。
2.5 硝酸溶液：2.2配制，体积分数为0.2%。
2.6 硝酸溶液（1+1）： 2.2配制。
2.7 镍标准储备溶液：1000mg/L。
2.8 镍标准工作液：40 mg/L，移取2.00mL（2.7）镍标准储备溶液于50mL容量瓶中，用硝酸溶液（2.5）稀释至标线，摇匀。
三、样品的采集与保存：
用土壤采样器采集30cm处的土样2kg左右，装入干净的聚乙烯的袋子，密封，保温箱4℃保存，做好相关记录。将采集的土壤样品混匀后用四分法缩分至约100g，缩分后的土样经风干后，除去土样中石子和动植物残体等异物，用木棒研压，通过2mm尼龙筛，混匀，用玛瑙研钵将通过2mm尼龙筛的土样研磨至全部通过100目（孔径0.149mm）尼龙筛，混匀后备用。
四、样品处理
1．消解
准确称取0.2~0.5g(精确至0.0002g)试样于50ml聚四氟乙烯坩埚中，用水润湿后加入10ml盐酸（2.1），于通风橱内的电热板上低温加热，使样品初步分解，待蒸发至约剩3ml左右时，取下稍冷，然后加入5ml硝酸（2.2），5ml氢氟酸（2.3），3ml高氯酸（2.4），加盖后于电热板上中温加热1h左右，然后开盖，继续加热除硅，为了达到良好的飞硅效果，应经常摇动坩埚，当加热至冒浓厚高氯酸白烟时，加盖，使黑色有机物充分分解，待坩埚壁上的黑色有机物消失后，开盖，驱赶白烟并蒸至内容物呈粘稠状。视消解情况，可再加入3ml硝酸（2.2）,3ml氢氟酸（2.3），1ml高氯酸（2.4）重复上述消解过程。当白烟再次基本冒尽且内容物呈粘稠状时，取下稍冷，用水冲洗坩埚盖及内壁，并加入1mL硝酸溶液温热溶解可溶性残渣，然后全量转移至50ml容量瓶中，冷却后用水定容至标线，摇匀备测。
五、分析步骤
1．仪器条件：测定波长：232.0nm；火焰性质：贫燃性；
燃烧器高度：5mm；通带宽度：0.2nm；
2．标准曲线：分别准确移取一定量的镍标准工作液：0; 1.0；2.5；5.0；10.0mL于100ml容量瓶中，加入硝酸溶液（2.5）定容至刻度线，摇匀。
表1. 镍的标准曲线

项目序号	1	2	3	4	5
镍标准溶液浓度（mg/L）	0.00	0.40	1.00	2.00	4.00
Ni的信号值（Abs）	-0.0003	0.0074	0.0191	0.0371	0.0752
标准曲线	y=0.01882x-0.00015
线性相关系数	R²=0.9999

图1. 镍的标准曲线

3. 空白试验：用去离子水代替试样，其他步骤与以上相同来测定吸光度。
4.样品测定
设定仪器与绘制标准曲线时一样的条件，经处理的样品上机测定。由样品的吸光度值在校准曲线上查得镍的浓度。
六、数据处理及计算
1.土壤样品中镍的含量w的计算：
W=

式中：
W－测定土壤样品中镍的含量，mg/kg；
c－试液的吸光度减去空白试验的吸光度，然后在校准曲线上查得的镍的质量浓度，mg/L；
V－试液定容的体积，ml；
m－称取试样的重量，g；
f－试样中水分的含量，%
2.土壤水分含量计算：准确称取3_~5g土壤样品（精确至0.0001g）于称量瓶中，在烘箱中于105℃烘4_~5h，恒重后称量。
其中:f(%)=(w₁ -w₂)*100/w₁
w₁－烘干前土壤的重量，g；
w₂－烘干后土壤的重量，g；
七、方法检出限的测定
向空白溶液中加入一定量的镍标准溶液,使其浓度为1.0mg/L,平行测定11次来测定方法检出限MDL。

表2. 镍的检出限测定结果

序号	浓度（mg/L）	测值（mg/L）	平均值（mg/L）	S	t(10,0.99))	MDL(mg/L)
1	1.0	1.0005	1.0002	3.641	2.764	10.06
2		1.0000
3		1.0002
4		0.9999
5 6		1.0007
6		1.0005
7		0.9996
8		1.0008
9		1.0003
10		1.0001
11		1.0000

说明：1、测定均值的计算公式：

2、标准偏差S计算公式：

八、精密度
对标准系列中1.00mg/L的镍标准溶液进行7次测定。具体精密度测定结果见下表：

表3. 镍的精密度测定结果

测定次数（n）	1	2	3	4	5	6	7
测定值（mg/L）	1.0001	0.9998	1.0000	0.9998	0.9999	1.0002	1.0000
均值（mg/L）	1.0000
SD	0.00015
RSD	0.15%

本实验中镍的精密度为0.15%, GB/T17139-1997中镍的精密度为2.5-2.9%。因此，本方法的精密度完全能够满足标准要求
九、方法准确度
表4. 土壤镍的测定方法准确度

测定项目

测定结果（mg/kg）

真值

（mg/kg）

真值不确定度（mg/kg ）

结果判断

镍

合格

与绘制标准曲线相同条件，对土壤盲样SXRC-ZK-2015-03001(12±2mg/kg)进行测定。所测得的镍含量为12mg/kg，结果在测试范围内，此方法的准确性好，测定结果真实可靠。
十、总结
通过对土壤镍含量测定方法的检测限、精密度和准确度的评价，本方法测定土壤镍的结果准确，真实可信，可用于土壤镍含量的测定。
十一、注意事项
1. 电热板温度不宜太高，否则会使聚四氟乙烯坩埚变形。
2. 由于土壤种类较多，所含有机质差异较大，在消解时应注意观察，各种酸的用量可视情况增减。
3. 232.0nm线处于紫外区，盐类颗粒物、分子化合物产生的光散射和分子吸收比较严重，会影响测定，可使用背景扣除来克服此类干扰，如果浓度允许，亦可用将试液稀释的方法来减少背景干扰。