解决方案 | 塞曼火焰原子吸收法测定土壤中六价铬

2020-07-06 10:38:40 北京海光仪器有限公司

背景

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国土壤污染防治法》，保护生态环境，保障人体健康，规范土壤和沉积物中的污染物测定，生态环境部制定了三项土壤和沉积物测定标准，分别是：《土壤和沉积物铊的测定石墨炉原子吸收分光光度法(HJ 1080-2019)》；《土壤和沉积物钴的测定火焰原子吸收分光光度法(HJ 1081-2019)》；《土壤和沉积物六价铬的测定碱溶液提取-火焰原子吸收分光光度法(HJ 1082-2019)》。三项标准均为首次发布，将于2020年6月30日正式实施。

前言

铬在自然界中分布较广，主要以铬铁矿的形式存在。工业上主要用于制造各种优质合金，也被广泛用于电镀、皮革、印染等行业。铬可通过受腐蚀金属或者工业废物的排放进入环境，使土壤和水体受到不同程度的污染。另外铬还有多种化合价态，在自然界中主要以三价铬和六价铬的形式存在。其中六价铬的毒性较大，可以通过皮肤、消化道、呼吸道等途径进入人体，长期或短期接触都可能致癌。2018年6月，生态环境部和国家市场监督管理总局联合发布了GB36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》，该标准规定了土壤中六价铬的限值。接着2019年12月31日生态环境部发布了HJ 1082-2019《土壤和沉积物六价铬的测定碱溶液提取-火焰原子吸收分光光度法》（2020年6月30日实施），该标准明确了土壤中六价铬的检测方法。

本文参照上述标准，使用北京海光仪器有限公司生产GGX-910塞曼火焰原子吸收分光光度计对土壤中六价铬进行了分析测定。该型号仪器采用恒定磁场-横向塞曼扣背景，对土壤、沉积物、岩石等复杂基体样品的测量有着显著的优势。

1. 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

火焰原子吸收分光光度计：GGX-910，北京海光仪器有限公司

超纯水机、铬空心阴极灯、分析天平、数显恒温磁力搅拌器、真空抽滤装置、PH计、0.45µm滤膜

六价铬标准溶液：100mg/L

硝酸（优级纯）、碳酸钠、氢氧化钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、六水合氯化镁

碱性提取溶液：称取30g碳酸钠与20g氢氧化钠溶于水，定容至1L。密封保存于聚乙烯瓶中。使用前保证PH值大于11.5。

磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲溶液：称取8.71g磷酸氢二钾和6.80g磷酸二氢钾溶于水中，转移至100mL容量瓶中定容。

1.2 六价铬工作曲线的制备

分别移取0、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00mL六价铬标准溶液（100mg/L）于250mL锥形瓶中，加入50mL碱性提取溶液，再加入2mL氯化镁溶液和0.5mL磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲溶液。放入搅拌子，用聚乙烯薄膜封口，置于磁力加热搅拌器上。常温下搅拌5min，再加热搅拌至温度至90℃~95℃，保持60min。取下锥形瓶，冷却至室温。用0.45µm滤膜抽滤，将滤液置于250mL锥形瓶中，用硝酸调节pH值至7.5±0.5，将此溶液转移至100mL容量瓶中，用纯水定容至刻线，摇匀待测。

1.3样品、标准物质和空白的制备

将从北京某地采集来的土壤样品进行烘干、破碎并过尼龙筛（100目）。准确称取5.0g样品于250mL锥形瓶中，然后按照上述六价铬工作曲线的制备步骤，进行样品的制备。标准物质也是同样的制备过程。采用六价铬工作曲线的第一点作为样品空白。

1.4仪器分析条件

铬元素的测试需使用富燃火焰，助燃气7L/min，燃气2.0L/min。仪器参数见下表。另外，需要注意的是待测样品溶液中盐分较高，需要定时清理火焰原子化器燃烧缝，避免因长时间测量导致燃烧缝部分堵塞，而引起数据偏差。

2. 样品测试结果

2.1工作曲线

2.2样品结果及加标回收率

对采集来的土壤样品进行测试，并进行加标回收实验。样品中实测六价铬浓度为0.0424mg/L，按照取样量5.0g定容100mL计算，该样品中六价铬含量为0.848mg/kg，未超出GB36600-2018中对建设用地（第一类用地）六价铬筛选值3.0mg/kg的限定要求。对上述样品做了0.5mg/L和1.0mg/L两个添加水平的回收实验，经计算加标回收率分别为86.9%和84.2%，满足HJ1082-2019中加标回收率70%~130%的要求，详细数据见下表。

表1加标回收率统计