碱溶液提取-火焰原子吸收分光光度法测定土壤中六价铬

来源:用户上传      作者:

　　摘要：采用NaOH/NaCO3溶液作为提取剂，氯化镁和磷酸盐缓冲溶液作为抑制剂提取土壤中的六价铬，最后加入氯化铵溶液作为助溶剂和干扰抑制剂，通过火焰原子吸收分光光度法定量测量。结果表明：此方法检出限低，精密度和准确度高，可准确分析土壤中的六价铬。
　　关键词：土壤;火焰原子吸收分光光度计;六价铬
　　Abstract：NaOH / NaCO3 solution was used as extractant， and magnesium chloride and phosphate buffer solution were used as inhibitors to extract hexavalent chromium from soil.Finally， ammonium chloride solution was added as a co-solvent and an interference inhibitor，and quantitatively measured by flame atomic absorption spectrophotometry.The results show that this method has low detection limit，high precision and accuracy，and can accurately analyze hexavalent chromium in soil.
　　Key words：Soil;Flame atomic absorption spectrophotometer;Hexavalent chromium
　　1 实验计划
　　铬最常见的价态有二价、三价、六价，其中六价铬毒性最大，易被人體吸收，有致癌作用。六价铬一般以CrO42-、Cr2O72-、HCrO4-三种阴离子形式存在，在碱性环境中，六价铬主要以CrO42-的形式存在，由于土壤对六价铬的吸附能力差，所以极易扩散迁移造成污染。因此，准确测定土壤中六价铬对于控制污染具有重要的作用。本文采用NaOH/NaCO3溶液作为提取剂，氯化镁和磷酸盐缓冲溶液作为抑制剂[1]提取土壤中的六价铬，提取液经加入氯化铵溶液作为助溶剂和干扰抑制剂后，运用火焰原子吸收分光光度法定量测量，结果令人满意。
　　2 实验部分
　　2.1 仪器和试剂
　　PinAAcle 900T原子吸收分光光度计（铂金埃尔默公司）;Cr空心阴极灯;万分之一天平BSA224S（德国赛多利斯）;百分之一天平ME2002/02（梅特勒-托利多）;HH-S8数显恒温恒速磁力搅拌水浴锅（常州国宇仪器制造有限公司）;超纯水仪Milli-Q? IQ 7000（密理博）;pH计（上海雷磁phs-3c）;150mL锥形瓶，聚乙烯薄膜，定量滤纸。
　　六价铬标准溶液（有色金属研究院，1 000mg/L，编号：GSB04-1723-2004（b））;氢氧化钠（天津大茂，GR）;氯化铵、碳酸钠（成都市科隆化学品有限公司，GR）;浓硝酸（广州化学试剂厂，GR）;氯化镁（广东光华科技股份有限公司，AR）;磷酸氢二钾-磷酸二氢钾（天津科密欧，GR）缓冲液（pH=7）：称取8.71g磷酸氢二钾和6.80g磷酸二氢钾溶于超纯水中，稀释定容至100mL;氢氧化钠/碳酸钠提取剂：称取20.0g氢氧化钠和30.0g碳酸钠溶于超纯水中，稀释定容至1L;10%氯化铵溶液：称取50.0g氯化铵于1L烧杯中，加入超纯水至500g，搅拌溶解即可。
　　2.2 实验方法
　　2.2.1 样品前处理
　　称取5.0g（精确至0.0001g）经风干、研磨、过100目筛后的土壤于150mL锥形瓶中，准确加入50.0mL氢氧化钠/碳酸钠提取剂，0.4g氯化镁以及0.50mL磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液，加入搅拌子，置于数显恒温磁力搅拌器中，常温搅拌10min，然后加热至95℃，保持1h。样品冷却后，用定量滤纸过滤，收集滤液于烧杯中，冲洗锥形瓶和滤纸3次，合并洗液。然后插入pH计，用硝酸溶液调节pH为7.5，冲洗pH电极。最后将提取液转移至100mL容量瓶中，加入5.0mL氯化铵溶液，定容至刻度。空白实验除不加样品外，其余步骤同前处理一致。
　　2.2.2 火焰原子吸收分光光度计工作条件具体见表1。
　　2.2.3 结果计算
　　土壤中六价铬的浓度计算公式为：
　　式中：C1-待测物质的浓度（mg/L），C0-空白溶液中待测物的浓度（mg/L），V-定容体积（mL），m-称样量（g）。
　　3 结果与讨论
　　3.1 氯化铵溶液对仪器响应值的研究
　　铬的化合物在火焰中易形成难以熔融和原子化的氧化物，所以本方法在标准曲线配制以及提取液上机前加入氯化铵溶液作为助溶剂和干扰抑制剂，加入氯化铵使得溶液中的氯离子增加，使铬生成易于挥发和原子化的氯化物[2]，提高仪器检测的灵敏度。实验结果表明，加入氯化铵溶液与否对于样品测定结果无明显差异，但是加入氯化铵溶液后，仪器的响应值得到明显提高。因此，本方法决定在标准曲线配制和提取液中加入氯化铵溶液作为助溶剂。实验结果见表2。
　　3.2 新鲜土壤和风干土壤的研究
　　本方法通过比对实验，对某皮革厂样品S1和S2分别进行了鲜土和干土的研究，结果表明：样品S1和S2的鲜土和干土经消解测量后，结果无明显差异。考虑到样品取样分析的代表性和均匀性，本方法决定采用干土进行消解。比对数据见表3。
　　3.3 标准曲线绘制及相关系数
　　用纯水将六价铬标准溶液稀释到50mg/L，分别取0.00mL、0.10mL、0.20mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL于50mL的容量瓶中，加入2.5mL氯化铵溶液，用纯水定容至刻度，摇匀备测。线性方程y=0.03466x+0.00069，相关系数r=0.9998。
　　3.4 方法检出限
　　等量取7份空白样品，分别加入50mg/L的六价铬标准溶液0.10mL，使得空白样品里含六价铬浓度为2.0mg/kg，然后按照样品前处理的步骤进行消解、上机测量，计算结果的标准偏差，按照计算公式MDL=t（n-1，0.99）*S计算检出限[3]。结果见表4。
　　3.5 精密度和准确度
　　分别称取6份某皮革厂S1和S3土壤样品进行消解，再分别称取6份S1和S3土壤样品进行加标实验以及6份空白加标实验，按全程序分析测定，以测定结果计算方法精密度和准确度。
　　4 结论
　　本文建立了以NaOH/NaCO3溶液作为提取剂，氯化镁和磷酸盐缓冲溶液作为抑制剂提取土壤中的六价铬，以氯化铵溶液作为助溶剂和干扰抑制剂，运用火焰原子吸收分光光度法定量测量六价铬的方法，结果准确可靠，方法的检出限低，精密度和准确度高，可用于土壤中六价铬的检测。
　　参考文献
　　[1]中华人民共和国环境保护部.HJ 687-2014 固体废物 六价铬的测定 碱消解/火焰原子吸收分光光度法[S].
　　[2]国家环境保护总局水和废水监测分析方法编委会.水和废水监测分析方法[M].第四版增补版.北京：中国科学环境出版社，2002.
　　[3]中华人民共和国环境保护部.HJ168-2010 环境监测分析方法标准制修订技术导则[S].
　　[4]刘贺.火焰原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中5种元素的方法验证[J].科技创新与应用，2020（02）：109-110.
　　收稿日期：2020-06-19
　　作者简介：沈家欢（1993-），男，汉族，本科学历，化学分析助理工程师，研究方向为土壤重金属元素分析。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15309852.htm