連續測定近海沉積物中鋅、銅、總鉻含量的方法與流程
2023-12-03 22:43:56 2
本發明涉及金屬測定方法領域，具體是一種連續測定近海沉積物中鋅、銅、總鉻含量的方法。
背景技術：
近海環境受陸上輸入影響，重金屬海在海洋沉積物中累積量較高，從而會存在潛在的生態風險。因此，重金屬是海洋調查監測中重要的內容。鋅、銅、鉻是海洋環境中重要的海洋化學要素重金屬指標，它們在海洋沉積物中含量反映了海洋沉積物的質量。中國2007年發布的《gb17378.5-2007海洋監測規範第5部分：沉積物分析》中規定了鋅、銅、鉻的測定方法，其中規定鋅是作為單獨元素用火焰原子吸收分光光度法測定的；鉻是作為單獨元素用石墨爐原子吸收分光光度法、二苯碳醯二肼分光光度法兩種方法測定的。銅的測定，採用與銅、鉛、鎘三種元素連續測定的兩種方法，即銅、鉛、鎘三種元素連續測定火焰原子吸收分光光度法和銅、鉛、鎘三種元素連續測定石墨爐原子吸收分光光度法。單獨對元素進行測定，樣品成本高，耗時多，預處理過程繁多，而多種元素實現連續測定節省樣品成本，節省時間，樣品預處理過程簡化。但是，在用火焰原子吸收分光光度法連續測定近海沉積物中金屬含量時，由於化學幹擾，測定結果偏差較大。
現有技術如景麗潔,馬甲.火焰原子吸收分光光度法測定汙染土壤中5種重金屬[j].中國土壤與肥料,2009,(01):74-77.該論文採用微波消解法預處理待測土壤，火焰原子吸收分光光度法測定汙染土壤消解液中的鋅、銅、鉛、鎘、鉻5種重金屬。方法簡便、靈敏、準確，土壤中鋅的相對標準偏差為1.2%；銅的相對標準偏差為1.9%；鉛的相對標準偏差為1.2%；鎘的相對標準偏差為5.2%；鉻的相對標準偏差為1.8%。適用於汙染土壤中重金屬含量的測定。該方法只能對單元素進行測定，成本較高，操作較為繁瑣。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種能連續測定近海沉積物中鋅、銅、總鉻含量，且測定的結構偏差較小的火焰原子吸收分光光度法。
本發明針對背景技術中提到的問題，採取的技術方案為：連續測定近海沉積物中鋅、銅、總鉻含量的方法，包括以下步驟：
1）近海沉積物預處理：採集近海沉積物置於真空壓縮袋，抽真空，儲存於含冰袋的冷藏箱中。冷凍乾燥或常溫晾乾或在低於攝氏50-80℃下烘乾，粉碎過篩，混勻，得到乾燥粉末。沉積物經採泥器採集後進行真空低溫保存，保持沉積物不受汙染、抑制微生物活動；
2）消解：採用四分法稱取樣品，將其置於消解管中，加入消化劑，消化劑指優質純hno3或優質純hno3和hcl組成的王水或優質純hno3和hf按體積比1：2-4的混合物，加入量為樣品體積的10~18倍。在微波消解系統中消解，消解溫度為160-190℃，消解時間為8-14min。消化劑破壞沉積物的礦物晶格，使樣品中的待測元素全部進入消化液，並且消解過程中，所有鉻都被氧化成cr2o72-；
3）趕酸：將完成消解的消解管置於趕酸系統於130-160℃趕酸，直到消解管中樣品體積不大於1ml為止，不能趕酸至樣品幹。趕酸結束後加入電阻率不低於18mw.cm的超純去離子水和活性多肽，活性多肽的胺基酸序列為hshacklcvncfcgtakcthylcrvlhpcvcvncsk，得到樣品液。活性多肽可與鋅、銅和六價鉻形成絡合物，可大大減小這三種金屬元素之間的化學幹擾，提高原子化率，減小測定偏差；
4）繪製標準工作曲線：製備鋅、銅和鉻混合標準液，除金屬離子濃度不同外，其他條件與樣品液相同，繪製標準工作曲線；
5）計算得到鋅、銅、總鉻含量：用火焰原子吸收分光光度法連續測得鋅、銅和總鉻的吸光值，根據繪製的標準曲線，計算得到鋅、銅和總鉻的含量。
與現有技術相比，本發明的優點在於：本發明方法可實現多種元素連續測定，節省樣品成本，節省時間，簡化樣品預處理過程，操作簡便，得到的測定結果偏差較小，適合應用於近海沉積物的鋅、銅和總鉻含量的測定。
具體實施例
下面通過實施例對本發明方案作進一步說明：
實施例1：
連續測定近海沉積物中鋅、銅、總鉻含量的方法，包括以下步驟：
1）近海沉積物預處理：採集近海沉積物置於真空壓縮袋，抽真空，儲存於含冰袋的冷藏箱中。冷凍乾燥或常溫晾乾或在低於攝氏50-80℃下烘乾，粉碎過篩，混勻，得到乾燥粉末。沉積物經採泥器採集後進行真空低溫保存，保持沉積物不受汙染、抑制微生物活動；
2）消解：採用四分法稱取樣品，將其置於消解管中，加入消化劑，消化劑指優質純hno3或優質純hno3和hcl組成的王水或優質純hno3和hf按體積比1：2-4的混合物，加入量為樣品體積的10~18倍。在微波消解系統中消解，消解溫度為160-190℃，消解時間為8-14min。消化劑破壞沉積物的礦物晶格，使樣品中的待測元素全部進入消化液，並且消解過程中，所有鉻都被氧化成cr2o72-；
3）趕酸：將完成消解的消解管置於趕酸系統於130-160℃趕酸，直到消解管中樣品體積不大於1ml為止，不能趕酸至樣品幹。趕酸結束後加入電阻率不低於18mw.cm的超純去離子水和活性多肽，活性多肽的胺基酸序列為hshacklcvncfcgtakcthylcrvlhpcvcvncsk，得到樣品液。活性多肽可與鋅、銅和六價鉻形成絡合物，可大大減小這三種金屬元素之間的化學幹擾，提高原子化率，減小測定偏差；
4）繪製標準工作曲線：製備鋅、銅和鉻混合標準液，除金屬離子濃度不同外，其他條件與樣品液相同，繪製標準工作曲線；
5）計算得到鋅、銅、總鉻含量：用火焰原子吸收分光光度法連續測得鋅、銅和總鉻的吸光值，根據繪製的標準曲線，計算得到鋅、銅和總鉻的含量。
實施例2：
連續測定近海沉積物中鋅、銅、總鉻含量的方法，包括以下步驟：
1）近海沉積物預處理：採集近海沉積物置於真空壓縮袋，抽真空，儲存於含冰袋的冷藏箱中。冷凍乾燥，粉碎過篩，混勻，得到乾燥粉末。沉積物經採泥器採集後進行真空低溫保存，保持沉積物不受汙染、抑制微生物活動；
2）消解：採用四分法稱取樣品，將其置於消解管中，加入消化劑，消化劑指優質純hno3和hcl組成的王水，加入量為樣品體積的12倍。在微波消解系統中消解，消解溫度為180℃，消解時間為10min。消化劑破壞沉積物的礦物晶格，使樣品中的待測元素全部進入消化液，並且消解過程中，所有鉻都被氧化成cr2o72-；
3）趕酸：將完成消解的消解管置於趕酸系統於150℃趕酸，直到消解管中樣品體積不大於1ml為止，不能趕酸至樣品幹。趕酸結束後加入電阻率不低於18mw.cm的超純去離子水和活性多肽，活性多肽的胺基酸序列為hshacklcvncfcgtakcthylcrvlhpcvcvncsk，得到樣品液。活性多肽可與鋅、銅和六價鉻形成絡合物，可大大減小這三種金屬元素之間的化學幹擾，提高原子化率，減小測定偏差；
4）繪製標準工作曲線：製備鋅、銅和鉻混合標準液，除金屬離子濃度不同外，其他條件與樣品液相同，繪製標準工作曲線；
5）計算得到鋅、銅、總鉻含量：用火焰原子吸收分光光度法連續測得鋅、銅和總鉻的吸光值，根據繪製的標準曲線，計算得到鋅、銅和總鉻的含量。
實施例3：
1）採集海洋沉積物：用潔淨的採泥器分別採集近青島、浙江舟山、廈門海域5種不同地點的海洋沉積物樣品1kg，置於真空壓縮袋中，用真空抽氣筒抽真空，儲存於含冰袋的冷藏箱中；
2）代表性樣品的獲取：沉積物帶回實驗室後，進行冷凍乾燥，研磨機研磨粉碎，過80目篩，採用搖床振蕩器進行機械式混勻，振蕩頻率300r/min，振蕩時間15min。混勻的土樣採用四分法稱取0.5000g樣品。四分法為將土樣平鋪成圓柱形，分成四等分，取相對的兩份混合，然後再平分直到達到稱取土樣的要求；
3）藥品和配製：0.2%(v/v)硝酸溶液：移取4ml優質純硝酸，加超純去離子水，定容至2000ml；
100mg/l鋅、銅、鉻混合中間標準貯備液：分別取1000mg/l鋅標準試劑、1000mg/l銅標準試劑、1000mg/l銅標準試劑各5ml，轉移至50ml容量瓶中，用0.2%(v/v)硝酸溶液定容至刻度；
4）消解：將代表性土樣，置於消解管中，加入10ml優質純硝酸，在通風櫥中放置10分鐘，旋緊管蓋，置於美國cem公司生產的mars6型微波消解系統內在180℃下消解10min；
5）將完成消解的消解管置於趕酸系統中150℃下趕酸，直到消解管中樣品體積不大於1ml為止，不能趕酸至樣品幹；
6）分別取0ml，0.50ml，1.00ml，2.00ml，3.00ml，5.00ml濃度為100mg/l的鋅、銅、鉻混合中間標準貯備液於6支100ml比色管中，加濃度為0.2%(v/v)優質純hno3溶液至標線，混勻，得系列混合標準使用溶液。用德國耶拿公司生產的contraa700型連續光源原子吸收光譜儀進行測試。按選定的儀器技術參數，以電阻率不低於18mw.cm超純去離子水調零，測定標準溶液吸光值。濃度為0mg/l的鋅、銅、鉻混合標準使用溶液的吸光值記為對應元素的a0，其它濃度的混合標準使用溶液的吸光值記為對應元素的ai，i為對應元素對應的濃度。以吸光值（ai-a0）為縱坐標，相應的鋅的濃度（mg/l）為橫坐標，繪製標準工作曲線，得吸光值（ai-a0）——濃度（mg/l）函數方程式；
7）用德國耶拿公司生產的contraa700型連續光源原子吸收光譜儀進行測試。按選定的儀器技術參數，以電阻率不低於18m.cm的超純去離子水調零，測定樣品溶液吸光值as。按同樣的方法，測定樣品空白吸光值ab，以as-ab的值從標準工作曲線上查出相應的元素的濃度（mg/l）；
8）將測得相應的元素的濃度（mg/l），按下式計算沉積物幹樣中相應元素的含量：
式中：
wj—沉積物幹樣中相應元素的含量，質量比；
ρ—從標準曲線上查得的鋅的濃度，mg/l；
v—樣品消化液的體積，l；
m—試樣的稱取量，g。
用本方法測定和非連續方法結果如下表所示：
由上表可以看出，兩種方法測得結果一致，在測定範圍相對標準偏差不超過5%，符合海洋沉積物分析測試要求。
本發明的操作步驟中的常規操作為本領域技術人員所熟知，在此不進行贅述。
以上所述的實施例對本發明的技術方案進行了詳細說明，應理解的是以上所述僅為本發明的具體實施例，並不用於限制本發明，凡在本發明的原則範圍內所做的任何修改、補充或類似方式替代等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
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浙江海洋大學
連續測定近海沉積物中鋅、銅、總鉻含量的方法
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人工合成
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