３８ 化学分析计量 ２００８年，第１７卷，第６期 微波消解一火焰原子吸收法测定土壤中的钴 任兰杜青姚朝英 ２１００１３） （南京市环境监测中心站，南京摘要建立了微波消解一火焰原子吸收法测定土壤中钴的方法：用微波消解土壤、电热板加热驱酸的方法对 ｇ，测定结果 土壤样品进行前处理，优化了微波消解务件。方法的加标回收率为９３．０％～１０６．０％，检出限为３．０ 的相对标准偏差为２．１％～４．９％（ｎ＝６）。 关键词微波消解火焰原子吸收法土壤钴 钴是人体和动植物所必需的微量元素之一，在 人体内主要通过形成维生素Ｂ１２发挥生物学及生 理功能。此外，钴对铁的代谢、血红蛋白合成、细胞 发育及酶的功能等均有重要生理作用¨ 。土壤中 缺乏钴常会使很多反刍动物变得虚弱、贫血、消瘦和 食欲不振，严重缺钴还可引起死亡。钴是全国土壤 污染状况调查的必测项目，常见的试样消解方法用 一高氯酸一氢氟酸消解体系或过氧化氢一高氯 酸一氢氟酸消解体系湿法前处理样品 ，由于是敞 开式加热，不仅消解时间长、能量损失大、消耗试剂 量大，给分析人员带来极大的不便。笔者采用微波 消解一火焰原子吸收法测定土壤中钴使消解速度加 快，消解效率提高，减少了氧化剂的用量，避免了测 定元素的挥发损失。该方法用酸量少、空白值低、消 解液不易受沾污，可保证测定结果准确、可靠。 １实验部分 １．１ 主要仪器与试剂 火焰原子吸收光谱仪：ＳｐｅｅｔｒＡＡ５５型，氘灯扣背 景，美国Ｖａｒｉａｎ公司； 钴空心阴极灯：美国Ｖａｒｉａｎ公司： 微波消解仪：ＥＴＨＯＳＤ型，意大利Ｍｉｌｅｓｔｏｎｅ公 司； 电热板：ＥＧ２０Ｂ型，美国ＬａｂＴｅｃｈ公司； 乙炔：含量不小于９９．５％； 钴标准储备液：ｌ ０００ ｇ／ｍＬ（扩展不确定度４ ｇ／ｍＬ，介质５％ＨＮＯ，），国家钢铁材料测试中心钢 铁研究总院； ＧＳＳ一５土壤标准参考样（ＧＢＷ一０７４０５）：（１２ ±２） ｇ，地球物理地球化学勘查研究所； ＥＳＳ一３环境标准物质：（２２．０－４－１．７） ｇ／ｇ，中 国环境监测总站； 高氯酸、、氢氟酸：均为优级纯； 实验用水为二次去离子水。 １．２仪器工作条件 测试波长：２４０．７ ｎｍ，狭缝为０．２ ｎｍ；灯电流： ４．０ ｍＡ；增益：６４％；空气流量：１０．０ Ｌ／ｍｉｎ；乙炔流 量：４．０ Ｌ／ｍｉｎ；燃烧器高度：１０ ｍｍ。 １．３微波消解条件 微波消解条件见表１。 表１微波消解程序 步骤 起始温度／℃ 结束温度／℃ 功率／Ｗ 消解时间／ｒａｉｎ １ 室温 １ＯＯ １ Ｏ００ ５ ２ ｔＯ０ ２００ １ ０ｏ０ ５ ３ ２００ ２００ １ Ｏｏ０ ｌ５ ４ ２ｏ０ 室温 １．４样品前处理 准确称取０．５０００ ｇ土壤样品于消解罐中，加少 量水湿润，加入４ ｍＬ、３ ｍＬ氢氟酸、１ ｍＬ高氯 酸，盖上密封碗装入消解罐中，旋紧盖子，放入微波 消解炉中，按１．３消解。冷却后直接置于电热板上 赶酸，蒸发至近干，冷却，转移至５０ ｍＬ容量瓶中，用 １％溶液定容，待测。 ２结果与讨论 ２．１ 消解体系的选择 经试验，确定采用一氢氟酸一高氯酸体系 消解样品效果较好。针对０．５ ｇ左右土壤样品，采 用微波法消解，需加入４ ｍＩ 、２ ｍＬ氢氟酸、１ ｍＬ高氯酸，消解耗时２５ ｍｉｎ，冷却后在电热板上的 赶酸温度可调高至２２０℃ ；采用电热板法消解，需 加入１０ ｍＬ、氢氟酸５ ｍＬ、高氯酸２ ｍＬ，消解耗 时超过８ ｈ。由此可见，采用微波法消解样品，比传 统的电热板法节约了试剂和时间。 ２．２微波消解程序优化 经试验优化的微波消解程序见表１。程序中步 骤３的温度较为重要，温度过低或保持时间过短，测 收稿日期：２００８—０９—１６ 任兰，等：微波消解一火焰原子吸收法测定土壤中的钴 ３９ 定结果的精密度和准确度较差。试验表明，该步骤 表２加标回收试验结果（ｎ：３） 温度设置小于１８０℃时，土壤标准样品的测定值比 样品 本底值／ 加标量／ 测得量／ 回收 ｍｇ・Ｌ一 ｍｇ・Ｌ一 ｍｇ・Ｌ一 ％ 标准值偏低；设置为１８０～２ｏ０℃时，样品消解后清 ＧＳＳ一５ Ｏ．１１６ ０．１ｏ０ ０．２ｌ２ ９６．Ｏ 亮无残渣，消解彻底，测定标样结果较准确。试验设 ＧＳＳ一５ Ｏ．１ｌ６ ０．２ｏｏ ０．３２８ １０６．０ 置步骤３温度为２００￣Ｃ，使一些复杂、难消解的土壤 ＧＳＳ一５ ０．１１６ ０．３ｏｏ Ｏ．４ｏｏ ９４．７ 样品也能达到较好的处理效果。 土壤样品 ０．２０７ Ｏ．１０ｏ Ｏ．３ｏ０ ９３．０ ２．３标准曲线 土壤样品 ０．２０７ ０．２ｏｏ ０．４ｌ５ １０４．０ 用１％将１ ０００ ｐ，ｇ／ｍＬ钴标准溶液逐级稀 表３标准样品测定结果 释配制成０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５ ｍ＃Ｌ的系列标 标准样品 消解方法 测定值／ ｇ・ｇ 平均值／ ｇ・ｇ—Ｉ ＲＳＤ／％ 准溶液，在１．２仪器条件下测定，以吸光值Ｙ对浓度 微波法 １１．７ １１．２ １１．５ ｌ２ｌ１．（ｍｇ／Ｌ）绘制标准曲线，回归方程为Ｙ＝０．０９３ ３ｘ一 ５ １１．５ ｌ２．８ ．９ ４．９ ＧＳＳ一５ ０．０００ １，３次测定的相关系数均大于０．９９９６。 电热板法 ｌ１．０ ｌＯ．６ １１．７ ｌ２１１．６ ｌ１．１ １３．２ ．７ ７．９ ２．４共存离子千扰 微波法 ２１．６ ２２．１２２ ２２．１ ２２ 用火焰原子吸收法测定土壤中的钴，常见元素 ．７ ２３．０ ２２．５ ．３ ２．１ＥＳＳ一３ 均不产生干扰 Ｊ。钴在灵敏线２４０．７ ｎｍ附近存在 电热板法 ２０．９ ２１．５ ２２．５ ２１２１ ．６ ２Ｏ．５ ２２．１ ．５ ３．１非灵敏线，因此在测定过程中应选择尽可能小的光 便、省时、用酸量少，方法的准确度与精密度较高。 普通带，实验选择的光普通带为０．２ ｎｍ。 ２．５方法的检出限 方法还可用于土壤中铜、铬、锌、镍等元素的测定，下 一以称样０．５０００ ｇ、定容体积５０ ｍＬ计，对全程序 步要深入研究、优化样品前处理条件，将其用于土 空白样品平行测定２Ｏ次，标准偏差为０．０００８４。按 壤中多种金属元素的同时测定。 国际纯粹和应用化合会（ＩＵＰＡＣ）对检出限的规 参考文献 ［１］ 国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会．水和废 定 Ｊ，计算得方法的检出限为３．０ Ｉ￣ｇ／ｇ。 水监测分析方法［Ｍ］．第４版．北京：中国环境科学出版社， ２．６回收试验 ２００２：３４１． 准确称取ＧＳＳ一５土壤标准参考样３份和实际 ［２］阎军，胡文祥．分析样品制备［Ｍ］．北京：出版社，２００３： 土壤样品２份（均为０．５０００ ｇ），按试验方法进行加 ９７． 标回收试验，结果见表２。 ［３］ 杨启霞，孙海燕，秦绍燕，等．微波消解原子吸收光谱法测定土 ２．７精密度试验及比对试验 壤中的铅、镉［Ｊ］．环境科学与技术，２００５，２８（５）：４７－４８． 用微波法和电热板法分别处理国家土壤一级标 ［４］ ＩＳＯ ｌ １０４７ Ｓｏｉｌ ｑｕａｌｉｔｙ—ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｄｍｉｕｍ，ｃｈｒｏｍｉｕｍ， ｃｏｂａｌｔ，ｃｏｐｐｅｒ，ｌｅａｄ，ｍａｎｇａｎｅｓｅ，ｎｉｃｋｅｌａｎｄ ｚｉｎｃ ｉｎ ａｑｕａ ｒｅｇｉａ ｅｘ－ 准参考样ＧＳＳ一５和环境土壤标准样品ＥＳＳ一３，结 ｔｒａｃｔｓ ｏｆ ｓｏｉｌ—－ｆｌａｍｅ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｏｔｈｅｒｍａｌ ａｔｏｍｉｃ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏ－－ 果见表３。 ｍｅｔｒｉｃ ｍｅｔｈｏｄｓ［Ｓ］． ３ 结论 ［５］ 中国环境监测总站《环境水质监测质量保证手册》编写组．环 采用微波消解一火焰原子吸收法测定土壤中的 境水质监测质量保证手册［Ｍ］．第２版．北京：化学工业出版 钴，微波消解与传统的电热板消解法相比，操作简 社，１９９４：２２８—２２９，３００． ＤＥＴＥＲＭ ＡＴＩｏＮ ｏＦ ＣｏＢＬＡＴ ＩＮ ＳｏⅡ ＢＹ ＭＩＣＲｏＷＡＶＥ ＤｌＧＥＳＴＩＯＮ—ＦＬＡＭ匮 ＡＴｏＭＩＣ ＡＢＳｏＲＰＴＩｏＮ ＳＰＥＣＴＲｏＰＨｏＴｏＭＥＴＲＹ Ｒｅｎ Ｌａｎ，Ｄｕ Ｑｉｎｇ，Ｙａｏ Ｃｈａｏｙｉｎｇ （Ｎａｍｉｎｇ Ｅｎｖｉｏｒｎｍｅｎｔ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１３，Ｃｈｉｎａ） ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｂａｌｔ ｉｎ ｓｏｉｌ ｂｙ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ—ａｔｏｍｉｃ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｗａｓ ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｏｖｅｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ａｎｄ ｈｅａｔｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｏｋｅｒ ｔｏ ｄｆｉｖｅ ａｗａｖ ａｃｉｄ．Ｔｈｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｔｅｍｒｉｎａｔｉｏｎ ｗａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ９３．０％一１０６．Ｏ％，ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｌｉｍｉｔ ｗａｓ ３．０ ｇ／ｇ ａｎｄ ｈｔｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ２．１％一４．９％（ｎ＝６）． ＫＥＹＷｏＲＤＳ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ，ＦＡＡＳ．ｓｏｉｌ。ｃｏｂａｌｔ
