| 酸消解沉积物、淤泥和土壤 |
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这一方法提供了两个消解程序:一个是为火焰原子吸收光谱(FLAA)或等离子体诱导原子发射光谱(ICP-AES)消解准备沉积物、淤泥和土壤样品;一个是为碳炉AA(GFAA)或等离子体诱导质谱(ICP-MS)消解准备沉积物、淤泥和土壤样品。
一、 应用范围
1. 前面已经提到这一方法提供了两个消解程序:一个是为火焰原子吸收光谱(FLAA)或等离子体诱导原子发射光谱(ICP-AES)消解准备沉积物、淤泥和土壤样品;一个是为碳炉AA(GFAA)或等离子体诱导质谱(ICP-MS)消解准备沉积物、淤泥和土壤样品。从这两个消解程序得到的提取物只能分别用于各自的分析方法,不能互换。用这一方法准备的样品可以用ICP-AES分析法检测所有以下所列金属,只要检测限满足要求的话。以下是每种元素的推荐检测方法:
FLAA GFAA/ICP-MS
铝 镁 砷
锑 锰 铍
钡 钼 镉
铍 镍 铬
镉 钾 钴
钙 银 铁
铬 钠 铅
钴 铊 钼
铜 钒 硒
铁 锌 铊
铅 钒
二、 方法简介
1. 为GFAA或ICP-MS分析消解样品时,称量1-2克(湿重)或者1克(干重)的被处理样品,加入硝酸HNO3和双氧水H2O2,加热2个小时,同时不断地加入硝酸HNO3和双氧水H2O2,然后用GFAA或ICP-MS方法分析。为FLAA和ICP-AES分析法消解样品时,称量1-2克(湿重)或者1克(干重)的被处理样品,加入硝酸HNO3和双氧水H2O2及10ml浓盐酸HCL,加热2个小时,停止加热回流15分钟后,再用FLAA/ICP-AES分析法分析。
三、 设备和材料
1. 消解罐-250ml。
2. 玻璃板-带棱纹。
3. 干燥炉-可保持温度在30±40C。
4. 温度计-0~2000C。
5. 滤纸-Whatman No.41或者类似产品。
6. 离心分离机和离心管。
7. 分析天平-能精确到0.01克。
8. 加热炉-温度可调,可保持温度在90-950C(比如:电炉、蒸煮罐、微波炉等)。
9. 漏斗或类似物。
10. 量筒或类似物。
11. 容量瓶-100ml。
四、 试剂
1. 所有的化学试剂都要使用分析级试剂,以保证试剂的高纯度,保证检测的精确度。如果采用了其它纯度级别的试剂,必须对试剂本身进行分析以确定其杂质含量水平。空白试剂水平必须在MDL以下才可以使用。
2. 试剂水。所有水剂都要使用试剂水,以防产生干扰。
3. 浓硝酸。用来确定杂质的水平。如果酸的空白实验水平在MDL以下,则可以使用。
4. 浓盐酸。用来确定杂质的水平。如果酸的空白实验水平在MDL以下,则可以使用。
5. 双氧水(30%)。用来确定杂质的水平。如果酸的空白实验水平在MDL以下,则可以使用。
五、 样品收集,保存和处理
1. 所有的样品容器必须预先用去污剂、酸和水清洗干净。塑料和玻璃容器都可以使用。
2. 非水性样品应该冷藏保存,并且尽快分析。
3. 从潮湿的材料中很难获得理想的目标分析样品。湿样品应该首先干燥、捣碎、研磨以增加子样品的稳定性,只要这样的过程不至影响我们感兴趣的目标样品的分离提取就行。
六、 程序
1. 使样品充分混合均匀,如果必要使用USS10号筛子进行筛分。所有混合用设备必须预先按照"五"所述清洁以减少可能造成的交叉污染。每一个消解程序,都称量1-2克(湿重)样品或者1克(干重)样品进行消解,并且重量精确到0.01克。
注意:所有使用酸的步骤都应该在通风橱里进行,并且在安全设施较好的实验室里安排有经验的实验人员操作。建议使用酸蒸气清洗系统。
2. 在为GFAA或ICP-MS分析消解样品时,加入10ml
1:1硝酸,与泥浆混合,然后盖上玻璃板或者蒸气回收装置。加热样品到950C然后停止加热待沸腾停止后回流10~15分钟。待样品冷却后加入5ml浓硝酸,再回流30分钟。如果有棕色的烟产生的话,说明样品被硝酸氧化,多次重复这一步骤(加热5ml浓硝酸)直到不再产生棕色烟,说明这时样品已经充分和浓硝酸反应。用有棱纹玻璃板或者蒸气回收装置,让溶液不沸腾蒸发至5ml或者加热不沸腾在950C
两个小时。
1) 待上一步完成并且样品冷去后,加入2ml水和3ml30%的双氧水。盖上盖放回到加热炉中加热,使其进行过氧化反应。必须注意:由于剧烈的反应冒泡,要防止样品损失。直到不再产生泡沫,然后停止加热,让消解罐冷却。
2) 陆续加入1ml 30%双氧水同时加热直到不产生气泡,或者样品的表面没有变化为止。
注意:总共加入的双氧水量不要超过10ml。
3) 用有棱纹玻璃板或蒸气回收装置盖上样品持续加热酸-过氧化物消解后的产物直到体积为5ml为止,或者加热保持950C不沸腾两个小时。
4) 样品冷却后,用水稀释到100ml。过滤溶液或者离心过滤或让样品自然沉降以除去样品中的微粒。这时得到的样品可以用GFAA或者ICP-MS分析了。
a) 过滤--用Whatman No.41滤纸或者其它替代物。
b) 离心过滤--一般速度在2000-3000 rpm离心过滤10分钟较充分。
c) 稀释后的样品溶液含有大约5%(v/v)的硝酸,为了分析加入合适体积的修正试剂。
3. 在为FLAA或ICP-AES分析消解样品时,在六-2-3)步加入10ml浓盐酸,盖上有棱纹玻璃板或蒸气回收装置。加热在950C保持15分钟。
4. 用Whatman No.41滤纸或者其它替代物过滤消解产物,过滤后的溶液收集在100ml容量瓶中定容,待进行FLAA或ICP-AES分析。
注意:下面六-5步仅仅用于含锑、钡、铅、银的样品处理中,为了提高样品的溶解度和重现性。这一步骤不是必要步骤,在常规分析中不要求使用。
5. 在1-2克湿样品或1克干样品中加入2.5ml浓硝酸和10ml浓盐酸,盖上有棱纹玻璃板或蒸气回收装置,加热样品但不沸腾15分钟。
1) 用Whatman No.41滤纸或者其它替代物过滤消解产物,过滤后的溶液收集在100ml容量瓶中定容。用最多5ml热盐酸(950C)和20ml热溶剂水(950C)清洗滤纸,把清洗液收集在容量瓶中。
2) 把滤纸和残余从漏斗转移到消解罐中,加入5ml浓盐酸,在950C加热直到滤纸溶解,取出消解罐,用溶剂水清洗罐盖和内壁,将洗液过滤,滤液收集在容量瓶中。让溶液冷却然后稀释定容。
注意:含有高浓度金属盐的溶液其溶解度对温度很敏感,初次冷却和二次过滤可能导致沉淀物的形成。如果溶液在容量瓶中冷却的过程中形成沉淀,则不要稀释到容量瓶的标准体积。
3) 如果容量瓶底部形成了沉淀,加入10ml的浓盐酸来溶解沉淀。待沉淀溶解后,用溶剂水稀释到标准体积。待进行FLAA或ICP-AES分析。
6. 计算
1) 浓度的计算是以样品的实际质量为基础的。如果采用干重,则样品的固体百分数必须提供。
2) 要想得到样品的固体百分数,必须把样品均匀等分,进行一个分离确定实验。
七、 质量控制
1. 对每批处理的样品都应进行样品空白实验。这些空白实验在确定样品的污染情况中是很有用的。
2. 加料样品进行平行测量也是一个常规方法,用来确定精确度。
3. 标准参考材料SRM用来确定准确度。每批被处理的样品都应该包括一个SRM。
4. 专为FLAA和ICP-AES分析的选择性消解步骤有极限范围:2克样品量的上限大约是:
元素 Ag As Ba Be Cd Co Cr
Cu Mo Ni Pb Sb Se Tl V
Zn
范围 2000 100万 2500 100万 100万 100万 100万
100万 100万 100万 20万 20万 100万 100万 100万
100万(mg/kg)
注意:随着样品基质、样品的分子形状和尺寸的不同这些范围也有变化。
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