碱溶液提取-火焰原子吸收法测定土壤中六价铬

碱溶液提取-火焰原子吸收法测定土壤中六价铬

王学成

云南省地质矿产勘查开发局中心实验室  650218

摘要：火焰原子吸收法测定土壤中六价铬具有操作简单、快速、准确等优点，本文采用氢氧化钠溶液提取土壤中的六价铬，利用火焰原子吸收法测定土壤中六价铬，为土壤六价铬的检测提供了一种新方法。在碱性条件下，加入有机溶剂沉淀，使用火焰原子吸收光谱仪测定样品溶液中的六价铬，优化实验条件，并对该方法进行了验证。该方法快速、准确，适用于土壤中六价铬的测定，并对实际样品进行了测定。方法的精密度、加标回收率、检出限等指标均符合分析要求，为土壤中六价铬的检测提供了一种新方法。实验结果表明，方法在实验室分析中具有较好的适用性，同时本实验操作简单、方便快捷，适合现场快速分析。

关键词：碱溶液提取；火焰原子吸收法；测定；土壤；六价铬

1、前言

在土壤中，六价铬被认为是最具生物毒性的物质，是致癌物质。因此，准确测定土壤中的六价铬含量，对研究土壤中重金属污染状况具有重要意义。本文采用火焰原子吸收光谱法测定土壤中的六价铬含量，为土壤中六价铬的检测提供一种新方法。

2、实验内容

2.1主要设备

用来检测土壤中六价铬的仪器装置如表1所示。

表1土壤中六价铬检定仪器与装置

2.2材料

某化工有限公司，优级纯硝酸。某化工公司生产的氯化镁，磷酸氢二钾，磷酸二氢钾，碳酸钠，氢氧化钠。碱浸提：以水为溶剂，以水为溶剂，以水为溶剂，稀释后，定容后，置于密闭的塑料瓶内保存。在使用之前，一定要确保它的酸碱度在11.5以上。本试验所用的水都是超纯水。某公司提供的六价铬标准贮存剂（1000毫克/升），生产批号：B21100078。六价铬控制样品，有证书的标准品.产品名称：某市准标物测量技术研究所，产品号：RMH-A048；本品，批号D0012580。

2.3仪表的操作环境

采用不同的气体流量，不同的吸收波长，不同的燃烧头高度，不同的气体流量，不同的吸收波长，不同的燃烧头高度，从而确定了最优的工作参数。

表2仪表操作参数一览表

2.4 实验方法

2.4.1样品的准备

在250毫升的烧杯中精确地称量（5.0克）经过粉碎的土样，并添加50.0毫升的碱性萃取液，以及400毫克的氯化镁和0.5毫升的氢磷酸盐缓冲液。将搅拌棒倒入烧杯，用塑料膜密封。将试样放在室温下的搅动加热器上，搅动5分钟后，打开加热开关，将温度设定在90摄氏度-95摄氏度，并维持60分钟。移开烧杯，让它在室温下冷却。用抽真空设备抽真空，把滤液放入250毫升烧杯中。然后用硝酸将抽出的溶液的 pH调整到7.5±0.5.将这一溶液移到一个100毫升的容量瓶，用水将其定容到标线处，然后摇动，然后进行测定。

2.4.2建立工作曲线

配置浓度梯度为0 mg/L、0.25 mg/L、0.50 mg/L、1.25 mg/L、2.50 mg/L、5.00 mg/L的六价铬工作曲线、药水。根据表2中的设备条件，测量标准系列的吸收，并画出工作曲线。

2.4.3试样的测定

按照工作曲线上所示的方法，对空白和样品进行检测。

2.5 实验过程

2.5.1.如何选用合适的吸光波长

将2.0 mg/L六价铬标准溶液作为实验对象，在固定燃气流量、燃烧头高度等参数的情况下，选择了4种不同的吸收波长，即357.9 nm、359.0 nm、360.5 nm、425.4 nm，对溶液进行了测试，并对其吸光度进行了测量。将吸收波长作为横轴，吸光度作为纵轴，将其绘制成（图1)，可见在357.9 nm波长时，其相应的吸光度值是最大的，所以，将357.9 nm作为土壤六价铬的最佳吸收波长。

2.5.2煤气流速的选取

在357.9纳米的波长下，采用2.0 mg/L的六价铬标准液，并对其进行了实验研究。气体流量从1700 mL/min开始，以100 mL的梯度逐渐上升，测量吸收值，并做气体流量曲线（图2）。可见，当燃烧气体流率达到2500毫升/分钟时，吸收值达到最大，所以，六价铬的最佳气体流率为2500毫升/分钟。

2.5.3.喷嘴高度

使用2.0毫克/L的六价铬标准溶液，在波长357.9 nm，气体流量2500毫升/分钟。燃烧器高度以7.0 mm为起点，以1 mm的梯度逐步上升，测量吸收值，制作燃烧器高度曲线（图3）。可见，在燃烧室高度为15毫米时，相应的吸收系数最大，故本次实验的最佳燃烧室高度为15毫米。

3、实验结果

利用空白加标法对检测限进行了检测，根据工作曲线将检测结果转换成六价铬的质量浓度，并对8个平行检测结果进行了比较，最后根据《环境监测分析方法标准制订技术导则》（HJ168-2020）附件 A中的计算公式，对检测限进行了计算。结果显示，在5克样品中，用此法对土壤中六价铬的检测限为0.3毫克/千克，低于标准法。

3.1精密度试验

按照《环境监测分析方法标准制订技术导则》（HJ168-2020）中的有关规定，按照文中所述的1.3工作条件，对3个真实的土样（n=6)，进行了精确度测量，如表3所示。结果表明，该方法具有较好的精确度。

3.2正确度试验

3.2.1对质量控制样品进行检测

对六价铬含量为13.8 (11.9—15.7) mg/kg及含量为28.8 (26.1—31.5) mg/kg的土壤标准样品重复测定6次，结果表明均在保证值范围内，如表4所示，这说明本实验方法测定土壤六价铬正确度良好。

3.2.2重现性检验

将1ml六价铬标准液加入到土样1,2,3中，以测定加标回收率。结果表明，该方法的回收率在93%-108%之间，达到了实验室的质控标准。

4、结果与讨论

4.1光谱分析中吸收波长的效应

原子吸收光谱技术是利用某一材料的基态原子蒸汽对本征射线的吸收，实现对某一元素的定量检测。各被测定元素均有其特殊的吸收线，在该吸收线上，六价铬的吸收量最大，而铬的吸收线是357.9纳米。

4.2气体流速对气体质量的影响

由于乙炔气流量的改变，对 Cr的测定敏感性有较大的影响，而 Cr很难被溶解，又很容易被氧化，所以必须在溢然性火焰中进行。以文献和实验为依据，可以得出这样的结论：在刚开始的时候，随着乙炔流量的增加， Cr元素测定的灵敏度会快速地提高，同时吸收值也会快速地提高，当达到一定的值之后，如果继续提高乙炔流量，灵敏度不仅不会提高，而且还会出现下降的情况。结果表明，在某一条件下，乙炔气流量越大，土壤对六价铬的吸收越大。

4.3炉膛高度对燃烧效果的影响

结果表明，燃烧口高度的改变与炔气流速的改变具有类似的规律，均会影响到铬的检测灵敏度。火眼的高度将影响被测量的元素穿过火焰。当燃烧器的温度升高时，火焰的温度升高，而当燃烧器的温度降低时，火焰的温度升高，火焰的温度升高。同一种火焰中，由于不同的火焰条件，被测元素的浓度也会有很大的差异，所以其灵敏度也会有很大的差异。改变燃烧器的高度可以提高六价铬在土壤中的检测敏感性。

5、结论

总之，在对土壤样本中的六价铬进行检测的时候，抽滤、定容、调节酸碱度等步骤都会对六价铬的检测精度产生影响，为了避免在现场出现漏液现象，抽滤环节会对检测结果产生很大的影响，因此，通过对该步骤进行优化，可以显著地提高检测的效率。此外，由于六价铬试样的溶液含盐量很高，所以为了防止由于测试时间太久而造成局部的燃烧室阻塞，因此必须定期对原子化器的燃烧室进行清洁，以防止燃烧室的温度升高，从而造成测试结果的偏移，在清洁方面可以采用超声波。采用碱浸出溶液中的火焰原子吸收光谱法，对六价铬进行了分析，结果显示，该方法具有较好的线性，检测限为0.3 mg/kg，相对标准偏差为0.1%~0.3%，加标回收率为93%~108%，能满足土壤中六价铬的分析需要。

参考文献

[1]火焰原子吸收法测定锌[J]. 张丽萍,李长旭.应用科技,2021(11).

[2]火焰原子吸收法测定夏桑菊中的10种微量元素[J]. 马稳,甘雄.分析科学学报,202204).

[3]火焰原子吸收法测定氢化油中微量镍的研究[J]. 梁静.科技经济市场,2021(05).

[4]离子交换火焰原子吸收法测定水中铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ)[J]. 洪正隆;陈红斌;黄梅.分析化学,202104).

[5]全自动消解-火焰原子吸收法测定土壤中的铜、锌、铅、镍、铬[J]. 顾晓丹;阮育淑.化工设计通讯,2023(05).

[6]火焰原子吸收法测定粮食中锌[J]. 王庆勇,于亚丽,周晓光.松辽学刊(自然科学版),2021(03).

[7]铬的不同价态对火焰原子吸收法测定的影响[J]. 朱珣丽,朱世文,李淑清,孙好芬.青岛建筑工程学院学报,2021(03).

69