电感耦合等离子发射光谱法同时测定土壤中水溶性阳离子与硫酸根.pdf

总第2 16 期2023年第11期分析与测试电感耦合等离子发射光谱法同时测定土壤中水溶性阳离子与硫酸根于闻1.2，吕吕晓惠12，陈亚南12，于晓林1,2，（1.华北有色（三河)燕郊中心实验室有限公司，河北三河（2.华北地质勘查局综合普查大队，河北三河0 6 52 0 0）摘要：通过建立电感耦合等离子发射光谱法，测定土壤中水溶性阳离子与硫酸根。该方法不仅缩短了操作流程，同时提高了检测的精密度和正确度,降低了方法了检出限。通过空白样品实验,各离子检出限为0.2 5 1.18 mg/kg,通过国家一级标准物质验证,相对标准偏差(RSD,n=7)均不大于5.19%,适合土壤样品的批量分析。关键词：水性溶盐；水溶性阳离子；硫酸根中图分类号：TG115.330引言土壤水溶性盐是盐碱土的一个重要属性,是限制作物生长的因素之一，土壤水溶性盐数据为农业生产中盐碱土分类和改良利用提供重要依据。水溶性钾、钠、钙、镁离子和硫酸根是土壤水溶性盐分分析中的必要指标，目前采用的标准方法有LY/T1251一19 9 9森林土壤水溶性盐分分析,该标准采用EDTA络合滴定法测试钙和镁离子；原子吸收分光光度法分别测试钾、钠、钙、镁离子；硫酸根则分别为EDTA间接滴定法、硫酸钡比浊法及硫酸钡质量法。这些方法绝大部分为传统化学检测方法，每个元素均需要单独测试，原子吸收分光光度法也无法实现多元素同步测试，重量法和容量法消耗试剂较多测试流程长，严重制约生产效率的提高。随着分析仪器的不断发展，等离子发射光谱仪凭借测试含量范围宽、检出限低和可元素多同时测试等优势被应用于测试生产,测试水溶盐中的阳离子和硫酸根方面也已有部分研究成果1-3。本法改善了样品的预处理过程并采用电感耦合等离子发射光谱法进行样品测试，不仅一次性完成全部水溶性阳离子的检测,还实现了水溶性硫酸根的同时测定。1实验部分1.1仪器及工作条件HY-60SD型大容量振荡器为往复式,振幅为2 0 mm；振振荡频率18 0 次/分。LXJ-IIB型大容量低速离心机转速为40 0 0 r/min。台称感量0.1g。2 5mm针筒式滤膜过滤器孔径为0.45m。电感耦合等离子发射光谱：铂金埃尔默Optima7300V,工作条件：射频功率130 0 W，等离子气体流量15.0 L/min，辅助气流量0.2 L/min，雾化器气体流量0.85 L/min,蠕动泵泵速1.5 mL/min。收稿日期:2 0 2 3-0 4-14作者简介：于闻，女，19 7 3年出生，毕业于燕山大学，本科，高级工程师，研究方向为分析化学。山西化工Shanxi Chemical Industry文献标识码：A1.2标准溶液及标准曲线配制1.2.1标准储备溶液配制钠标准储备溶液。称取2.5430 g氯化钠（NaCl优级纯,10 5烘4 6 h)溶于水,定容至1L,此液为1000 g/mL钠标准溶液。钾标准储备溶液。称取1.9 0 6 9 g氯化钾（KCl优级纯，10 5烘4 6 h)溶于水，定容至1L,此液为1 000 g/mL钠标准溶液。钙标准储备溶液。称取2.49 8 g碳酸钙(CaCO3,优级纯)加水10 mL,在搅拌下滴加6 mol/L盐酸溶液，直至碳酸钙全部溶解，加热逐去二氧化碳，冷却后转人1L容量瓶中,用水定容,此液为10 0 0 g/mL钙标准溶液。镁标准储备溶液。称取10.139 g硫酸镁（M g SO 47H,O,优级纯)溶于水,用水定容至1L,此液为10 0 0 g/mL镁标准溶液。硫酸根标准储备溶液。称取1.8 14g硫酸钾(K,SO4,优级纯,110 烘4h)溶于水,用水定容至1L,此液为10 0 0 g/mL硫酸根标准溶液。1.2.2标准工作曲线配制以钾、钠、钙、镁标准储备液为母液，等比例混合配制各元素质量浓度为2 50 g/mL标准溶液，再分取混合标准逐级溶液配制p(K+)p(Nat)p(Cat2)p(Mg+)分别为0.0 0、1.0 0、5.0 0、10.0、2 0.0、50.0 g/mL的工作曲线，介质为水，现用现配。以硫酸根标准储备液为母液,逐级稀释配制p(SO2)为0.0 0、1.0 0、5.0 0、10.0、2 0.0、50.0、10 0 g/mL的工作曲线，介质为水,现用现配。1.3各元素分析谱线通过对同一元素不同分析谱线的强度、峰形进行比较，考虑受共存元素干扰、背景干扰等因素的影Total 216No.11,2023D0I:10.16525/14-1109/tq.2023.11.018彭庆哲1.2065200文章编号：10 0 4-7 0 50(2 0 2 3)11-0 0 49-0 2山西化工第43卷响，最终本实验各元素波长选择的分析谱线分别为:K 766.494 nm、Na 58 9.6 0 7 n m、Ca 317.9 34 n m、Mg 285.213 nm,S02-181.975 nm。1.4样品预处理采用国内通用1：5的水土质量比进行样品预处理。用台称准确称取通过2 mm筛的风干土壤样品20.00g,放人干燥的2 50 mL塑料瓶中,加入无二氧化碳的纯水(加热煮沸,逐尽二氧化碳，冷却后立即使用)10 0 mL，盖塞后于往复式振荡器上振荡3min,浸出液转移至离心杯,离心5min。用针管吸取10 mL上清液通过0.45m一次性微孔滤膜，以50 mL干燥烧杯承接，待测。1.5样品测试电感耦合等离子发射光谱在选定的工作条件下分别测定阳离子混合标准工作液和硫酸根标准工作液,绘制标准曲线。测试待测样品中钾、钠、钙、镁离子和硫酸根的发射光强度，依据标准曲线计算出各元素含量。2实验结果与讨论电感耦合等离子发射光谱法测试对样品澄清度要求较高，且待测阳离子极易受到污染，如何快速无污染制取可以达到标准的澄清液是所要解决的关键问题。2.1浪浸取液澄清情况对结果的影响离心后的待测样品由于组份不同澄清度也有差异，过对标准物质ASA-12、A SA-15、A SA-16、ASA-17离心后溶液直接测试和用滤膜过滤后测试的数据进行比较,结果见表1。由表1的数据可以看出，ASA-12溶液离心后澄清度好，过滤前后结果较为一致，ASA-15、A SA-16、A SA-17 离心后未过滤测试的钾、钙、镁离子较过滤后测试结果明显偏高，溶液澄清度对钠离子和硫酸根的测试结果影响不显著。实验表明溶液澄清度是影响测试结果的一个重要因素，必须通过有效的手段制取澄清溶液进行测量，以保证结果的正确。2.2不同过滤方法的比对LY/T1251一19 9 9 森林土壤水溶性盐分分析标准中推荐的过滤方法有：通过滤纸在直径漏斗上过滤；布氏漏斗抽滤和离心分离，文献中有采用聚氧化乙烯絮凝4后获取澄清溶液的研究获得了满意结果。比对以上几种过滤方法，滤纸过滤和布氏漏斗抽滤仅适用于容易滤清的土壤悬浊液，难滤清的土壤悬浊液采用双层滤纸和布氏漏斗抽滤或是离心，部分样品通过以上方法也很难获取澄清溶液，需要反复处理，大大增加了样品测试时间,过多的流程也增加了样品的污染风险,无法获取满意结果5-8。采用离心分离后一次性滤膜过滤制取清液的方式对离心后澄清度达不到测试标准的样品进行过滤处理，快速精准地解决了批量样品测试过程中部分样品难以获取澄清溶液的问题，不仅大大缩短了分析流程同时也降低了样品受污染的风险。对不同孔径和直径的滤膜进行了比较,0.2 2 m和0.45m滤膜均能达到滤出效果，但0.2 2 m滤膜因孔径小过滤速度比0.45m滤膜慢，因此选用0.45m滤膜即可；对比13mm和2 2 mm两种直径的0.45m滤膜，样品澄清度差的样品用13mm直径的滤膜过滤容易造成滤膜堵塞，过滤困难,0.45m滤膜能顺利完成10mL样品的过滤,故采用直径2 2 mm孔径0.45m的滤膜进行过滤。2.3方法的检出限按样品操作流程对空白样品平行测定7 次，求得标准偏差数据S，依据公式检出限=t（n-1,0.9 9）S计算求得各元素检出限,其中t(n-1,0.99)为置信度为99%、自由度为n-1时的t值，依据t值表查得t值为3.143，数据统计见表1，该方法各离子的检出限为0.251.18 mg/kg。表1方法检出限项目K+KB0.147KB0.062各离KBKB出限KBKBKB各离子含量检出限0.08标准偏差S各离子含量检出限0.25三倍标准偏差3S2.4?方法的精密度和正确度采用土壤有效态成分分析标准物质GBW07414a、GBW07459、G BW0 7 46 0 依本方法操作流程分别进行7次测定,对测试数据的平均值、最大相对误差和相对标准偏差进行结果统计，方法的精密度为2.19%5.19%，各元素测试结果能满足相关技术规范要求。各分析指标精密度、正确度数据见表2。3结论随着地质、农业、土壤环境等工作的深人开展，在样品数量、数据准确性和精密度等方面都对水溶性阳离子和硫酸根的测定提出了更高的要求。采用滤膜过滤的方法制得水溶盐澄清液，以电感耦合等离子发射光谱法完成水溶性钾、钠、钙、镁和硫酸根的同时测定，检出限、精密度、正确度均优于原有方法，测试数(下转第6 7 页）单位:mg/kgNatCa20.0510.725-0.1190.3240.0750.2130.164-0.2290.2100.210-0.0350.1130.1660.1270.160.50Mg20.2750.4250.7030.3250.2850.2130.3440.0430.2750.4990.1040.1480.210.150.660.46SO1.4150.5611.3250.4970.5341.2570.8050.381.182023 年第11 期张丽：稀释与接种法测定五日生化需氧量的影响因素分析中国环境出版社,19 8 7.4周瑜.水样中五日生化需氧量与化学需氧量之间倍数关系的探讨 J.民营科技，2 0 14(6)：2 7 8-2 8 0.Analysis of the Influencing Factors of Dilution and Inoculation Methods for the Determination(Yangquan Ecological Environment Monitoring Station,Yangquan Shanxi 045000,China)Abstract:Five-day biochemical oxygen demand is an important indicator in water quality and environmental monitoring,This paperdiscusses the factors affecting the determination of five-day biochemical oxygen demand from the aspects of sampling and storage of watersamples,water temperature,PH,temperature of biochemical incubator,order of adding fixative,determination of dilution multiple,selectionof inoculum,etc.And the results were discussed.The accuracy of measuring the five-day biochemical oxygen demand was improved.Key words:five-day biochemical oxygen demand;dilution and inoculation method;influencing factors(上接第50 页）表2 各分析指标精密度正确度数据分析指标GBW07414aGBW07459GBW07460测试平均值/(mg/kg)35.51标准物质认定值/36K*(mg/kg)最大相对误差(RE)/%相对标准偏差(RSD)/%测试平均值/(mg/kg)标准物质认定值/Nat(mg/kg)最大相对误差（RE)/%相对标准偏差(RSD)/%测试平均值/(mg/kg)标准物质认定值/Ca2(mg/kg)最大相对误差（RE)/%相对标准偏差(RSD)/%测试平均值/(mg/kg)标准物质认定值/Mgt(mg/kg)最大相对误差(RE)/%相对标准偏差(RSD)/%测试平均值/(mg/kg)标准物质认定值/SO.(mg/kg)最大相对误差（RE)/%相对标准偏差（RSD)/%Simultaneous Determination of Water-soluble Cations and Sulfate Ions in Soil by InductivelyYu Tian*,Lv Xiaohui,Chen Yanan,Yu Xiaolin,Peng Qingzhel?(1.North China Nonferrous Metals(Sanhe)Yanjiao Central Laboratory Co.,Ltd.,Sanhe Hebei 065200,China;2.Comprehensive Survey Brigade of North China Geological Survey Bureau,Sanhe Hebei 065200,Abstract:An inductively coupled plasma atomic emission spectrometry was established to determine water-soluble cations and sulfate ionsin soil.This method not only shortens the operating process,but also improves the precision and accuracy of detection,reducing thedetection limit of the method.Through blank sample experiments,the detection limit of each ion is 0.251.18 mg/kg.Through nationalfirst-class standard substance validation,the relative standard deviation(RSD,n=7)is not more than 5.19%,which is suitable for batchanalysis of soil samples.Key words:water-soluble salts;water soluble cations;sulfate radical5石向红.浅析五日生化需氧量测定的影响因素 J.广州化工.2 0 14(13):132-133.of Five-day Biochemical Oxygen DemandZhang Li据准确可靠。方法简单、高效、环保，能提高检测工作效率,降低生产成本,适合土壤可溶性阳离子和硫酸40.8728.5540294.785.52.792.233.86160341633.825.212.82.85175.0580.94174823.655.412.713.5312.9513.5313148.468.215.193.95140120.71391203.65.252.353.34Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry根样品的批量分析。16.14胡家祯，王琳，刘军，等.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定3.57土壤中水溶性硫酸根 J.冶金分析，2 0 18,3 8(11)：12-17.2张德录.ICP-AES法测定建筑物基础周边水和土壤易溶盐中的五28.57种离子 J.安阳工学院学报，2 0 13,12(4)：2 5-2 7.293姜云军，李星，姜海伦，等.四酸口溶解一电感耦合等离子体发7.24射光谱法测定土壤中的硫 J.岩矿测试，2 0 18,3 7(2)：152-158.4.684张金明，胡艳巧,魏利，等.聚氧化乙烯絮凝电感耦合等离子体116.11原子发射光谱(ICP-AES)法测定土壤中水溶性钾、钠、钙、镁、硫117酸根J.中国无机分析化学，2 0 2 2，12(2）：40-45.5双龙，白杰，唐琦，等.超声浸提电感耦合等离子体原子发射光3.85谱法测定土壤有效硅的含量 J1.理化检验化学分册，2 0 2 3,592.28(11):1297-1302.12.596袁鹏，杨瑞春，张利锋，等.液相色谱电感耦合等离子体质谱法12.4测定生活饮用水中三价铬和六价铬含量的方法学验证与评价6.05J.现代疾病预防控制,2 0 2 3(11):8 11-8 15,8 6 9.4.277张欣，孙红宾，安子怡，等.酸溶电感耦合等离子体质谱法测定83.11煤系样品中稀土元素的方法研究 J.岩矿测试，2 0 2 3,42(5)：903-914.838于汀汀，王蕾，郭琳，等.酸溶电感耦合等离子体发射光谱测定3.25不同类型铍矿中的主次量元素方法优化 J.岩矿测试，2 0 2 3,422.19(5):923-933.China)参考文献