石墨炉原子吸收光谱法连续测定土壤中银和镉

黎红波，朱 言，张代云，刘 锐

(云南有色地质局三○八队测试中心，云南 个旧 661000)

人们常将地壳中除了O、H、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti这十种元素(它们的总重量丰度共占99%左右)之外的其他元素，统称微量元素或痕量元素、杂质元素、副元素、稀有元素、次要元素等。它们在岩石或矿物中的含量一般在1%或0.1%以下，含量单位常以10exp-6或10exp-9表示[1]。

在地壳中镉的平均含量为0.2×10-6，而银在地壳中的含量仅为0.07×10-6，测定银和镉的方法很多，视含量和实验室的工作条件选用不同的分析方法。其中原子吸收光谱法获得了广泛应用。但对土壤中微量镉和银的检测往往达不到分析要求。石墨炉原子吸收光谱法以分析步骤简便，检出限低，精密度高，易于排出干扰等特点，已广泛应用于各种痕量元素的测定。本方法对使用M-6型原子吸收分光光度计连续测定痕量银和镉的测定条件进行了实验，确定了仪器最佳工作参数，测定结果满足生产需求[2]。

1 实验部分

1.1 仪器

所使用的仪器主要有MOLAARM6(Thermo Electron Corporation)石墨炉原子吸收分光光度计；普通石墨管；银空心阴极灯和镉空心阴极灯。

1.2 试剂

使用的试剂主要有硝酸(GR)；盐酸(GR；氢氟酸(GR)和高氯酸(GR)。

1.3 仪器工作条件

通过实验选定原子吸收光谱仪工作参数和石墨炉工作参数如表1、表2、表3。

表1 原子吸收光谱仪工作参数

表2 Ag的升温参数设定

表3 Cd的升温参数设定

1.4 标准曲线绘制

准确称取0.2500g国家一级标准物质GBW07317(GSD-13)、GBW07318(GSD-14)、GBW07301a(GSD-1a)和GBW07303a(GSD-3a)。置于聚四氟乙烯坩埚中，按照实验方法制备溶液后。按照表1、表2、表3所列仪器参考工作条件进行测定，分别绘制出银(图1)和镉(图2)的校准曲线。

图1 银的校准曲线

图2 镉的校准曲线

由图1和图2可以看出银和镉的曲线拟合高于0.995，曲线拟合度符合最低拟合系数。

2 实验方法

称取0.2500g试样置于30mL聚四氟乙烯坩埚中，加水润湿，加入5 mL王水、于电热板上低温加热5min，取下。加入10mLHF、2mLHClO4，继续低温加热分解，蒸发至高氯酸烟冒尽取下[3]。再加入10mL3% HCl加热溶解盐类[4]，取下冷却后移入25ml聚丙烯比色管中稀释至刻度，混匀待测。

3 结果与讨论

3.1 灰化温度的选择

按照仪器默认原子化温度，以GBW7302a为实验对象，利用不同灰化温度与信号值的关系制作灰化曲线图，结果见图3。

图3 Ag和Cd的灰化曲线图

由图3可以看出当银(Ag)在灰化温度为600℃时信号值最高，而镉(Cd)的信号值在400℃至600℃时信号趋于平稳，超过600℃后信号值急剧下降，因为镉(Cd)超过400℃后极易挥发损失，当超过500℃后仅1小时就有44%的镉失去，所以最后选择银(Ag)和镉(Cd)的灰化温度分别为600℃和400℃。

3.2 灰化时间的选择

在确定灰化温度后，选择4个不同灰化时间对GBW7302a进行比较，结果见表4。

表4 灰化时间与信号值的关系

通过表4可以看出银(Ag)和镉(Cd)的灰化时间从10s至20s所产生的信号值差别不大，所以选择15s为灰化时间。

3.3 原子化温度的选择

在确定最佳灰化温度和时间后，以GBW7302a为实验对象，利用不同原子化温度与信号值的关系制作原子化曲线图，结果见图4。

图4 Ag和Cd的原子化曲线图

由图4可以看出当银(Ag)的原子化温度到达2000℃后信号值趋于平稳，而镉(Cd)的原子化温度到达1000℃时信号值达到最大，超过1000℃后开始急剧下降，通过原子化温度的选择的条件确定了Ag和Cd的原子化温度分别为2000℃和1000℃。

3.3 原子化时间的选择

在确定最佳灰化温度和时间以及最佳原子化温度后，以GBW7302a为实验对象，利用不同原子化时间与信号值的关系进行比较，结果见表5。

表5 原子化时间与信号值的关系

通过表5可以看出Ag和Cd的原子化时间信号值差别不大，为了保护石墨管，延长使用寿命，所以选择1.5s为原子化时间。

3.4 酸度的选择

以2.0ng/mL的标准溶液为实验对象，分别在不同酸度下测定其信号值，结果见表6。

表6 不同酸度与信号值的关系

由表6可以看出1%至5%的酸度所测定信号值在3%时相对其他浓度较高，所以选择3%的酸度。

3.5 精密度和准确度实验

分别用国家一级标样GBW07306、GBW07309、GBW07308a、GBW07403、GBW07405、GBW07407进行精密度和准确度实验(在相同试验条件下对上述标样进行12次平行测定计算出偏差、相对标准偏差和平均值)，银和镉的结果分别见表7和表8。

表7 Ag精密度和准确度实验

表8 Cd精密度和准确度实验

续表

样品编号12份样品测定值(Ag)/×10-6SDRSD%平均值推荐值GBW07308a0.140.160.140.150.160.150.150.140.160.140.150.160.00855.690.150.16GBW074030.0640.0620.0610.0590.0600.0580.0630.0620.0610.0600.0590.0620.00182.290.0610.060GBW074050.440.450.430.420.440.460.450.420.460.480.470.440.0194.200.450.45GBW074070.0850.0860.0820.0800.0830.0790.0780.0810.0820.0790.0800.0810.00242.980.0810.080

4 结论

本方法经过四酸分解后，能将土壤类样品和水系沉积物类样品分解完全，在不加入基体改进剂的情况下，通过对灰化，原子化的参数设定，达到仪器测定的最佳状态，同时减少由基体改进剂带来的其他干扰和污染。利用标准物质建标，消除了基体带来的背景干扰。在同一份溶液中连续测定银和镉，减少了试剂的消耗和人力的浪费，大大提高了生产效率。