毕业设计（论文）-火焰原子吸收法测定土壤中铜的不同消解方法的比较.docx

火焰原子吸收法测定土壤中铜的不同消解方法的比较目录摘要IAbstractII引言1第1章 绪论21.1 土壤的功能21.2 铜的重要性21.3 土壤中铜污染21.3.1 土壤中铜污染的定义21.3.2 土壤中铜污染的来源21.3.3 单一铜污染的生态效应31.3.4 铜和其他重金属的组合污染31.4 消解方法41.5 微波消解41.5.1 微波消解的定义41.5.2 微波消解的特性41.6 全自动消解法51.6.1 全自动消解系统的特点51.6.2 全自动消解系统的作用51.7 火焰原子吸收分光光度法51.7.1 火焰原子吸收法分光光度法的原理51.7.2 火焰原子吸收分光光度法的特点5第2章 实验部分62.1 实验材料62.1.1主要试剂62.1.2主要仪器62.2 制备铜标准溶液62.3 土壤样品的消解72.3.1 土壤样品用微波消解法作为前处理法72.3.2 土壤样品用全自动消解法作为前处理法72.4 火焰原子吸收法测定土壤样品中的铜82.5 加标回收率9第3章 结果与讨论113.1 标准曲线113.2 测定土壤样品的吸光度113.3 土壤中铜的含量123.4 准确度133.5 精密度143.6 问题及解决方法15结论17致谢18参考文献19火焰原子吸收法测定土壤中铜的不同消解方法的比较摘要：消解方法的不同对测定土壤中铜的含量影响也不同。本实验采用全自动消解法和微波消解法作为前处理方法，研究对火焰原子吸收法测定土壤样品中铜的含量的影响。建立了铜元素标准曲线，得到线性回归方程为y=0.1665x+0.0013，相关系数为0.9990，在01mg/L的浓度范围线性关系良好。以全自动消解法作为前处理方法测定ESS-2土壤样品铜的含量均在标准值的范围内，相对标准偏差为0.46%；以微波消解法为前处理方法得到的结果也均在标准值的范围内，相对标准偏差为0.59%。分别用两种消解方法对ESS-4土壤样品进行了加标回收实验，全自动消解方法的加标回收率在96.5%101.3%，微波消解方法的加标回收率在86.9%98.5%之间，均在标准允许的范围内。结果表明：两种消解方法作为火焰原子吸收法测定土壤样品中铜的含量的前处理方法都是可行的，测定结果的准确度和精密度都能符合标准。全自动消解方法作为前处理方法得到的测定结果的准确度和精密度都比微波消解得到的结果略有优势，使用上也更为方便，安全，值得推广使用。关键词：消解 火焰原子吸收法 土壤 铜Comparison of Different Digestion Methods for the Determination of Copper in Soil by Flame Atomic Absorption SpectrometryAbstract：Different methods of digestion have different effects on the determination of copper in the soil. In this experiment, the automatic digestion method and microwave digestion method were used as the pretreatment method to study the effect of flame atomic absorption spectrometry on the content of copper in soil samples. The linear regression equation was y = 0.1665x + 0.0013, the correlation coefficient was 0.9990, and the linear relationship was good in the concentration range of 01mg / L. The content of copper in ESS-2 soil samples was within the range of standard values, and the relative standard deviations were 0.46%. The results obtained by microwave digestion method were also in the standard values , The relative standard deviation was 0.59%. The recovery of ESS-4 soil samples was carried out by two kinds of digestion methods. The recoveries of the automatic digestion method were 96.5% 101.3%. The recoveries of the microwave digestion method were between 86.9% and 98.5% Are within the allowable range of the standard. The results show that two kinds of digestion methods are feasible as flame pretreatment method for the determination of copper content in soil samples. The accuracy and precision of the determination results can meet the standard. The accuracy and precision of the results obtained by the automatic digestion method are slightly superior to the results obtained by microwave digestion, and it is also more convenient and safe to use.Key words：Digestion;Flame atomic absorption spectrometry;Soil;CopperII引 言土壤作为生态环境的重要组成部分有着重要的作用，土壤环境的好坏关系到农作物的正常发育结果和人体的生命健康。当前土壤重金属污染状况也越来越引起人们的普遍关心，肯定地说对于土壤中重金属的检测是十分必要且要供给资金和人力的。铜元素是国家标准里必需监测的，工农业化生产的发展而产生的污染物使得土壤中铜污染已经成为非常严重的生态问，因此测定土壤中的铜含量是十分有必要的。火焰原子吸收法是近十几年来发展相当迅速的重金属微量及痕量元素分析技术之一，它具有极高的灵敏度、空白低、受到的干扰少、测量的速度快等优点。土壤前处理法一般选取干法消化和湿法消化，它们均有缺点。全自动消解大大节省了样品消解的时间，提高了消解效率，消解的效果好，降低了劳动强度。微波消解法消解的过程在微波消解罐中密闭进行，不会污染环境，消解的效果同样好。选择这两种方法消解和火焰原子吸收法测定，计算精密度和准确度看哪种方法更佳。第1章 绪 论1.1 土壤的功能土壤具有以下特征：具备肥力、是植物生长的根基、呈疏松状。土壤还是人类生活和发展的物质基础，优良的土壤环境是农作物及人类生活水平的保障。加强土壤环境的保护对农作物及人类正常生活与发育、可持续发展等方面具有十分重要的意义1。土壤作为生态环境的重要组成部分有着至关重要的作用。主要体现在农作物的生长发育、养分的转化及循环、动物的生存和繁衍所依赖的周围环境等方面1-2。农产品的生产依靠农作物，土壤又是农作物生产成熟的介质，因此在土壤的质量就决定了农产品的质量。1.2 铜的重要性植物叶子缺铜会导致光合作用受到限制，因此作物不能正常成熟。铜也是人体内必需的微量元素，人可以通过实用新鲜的蔬菜等补充铜，铜在人体神经系统、激素分泌等方面具备重要的作用。1.3 土壤中铜污染1.3.1 土壤中铜污染的定义土壤中铜污染的定义是由于人类活动使土壤中铜的含量逾越了该地土壤中铜含量的平均值，过量沉积引起含量过高而导致污染。1.3.2 土壤中铜污染的来源土壤重金属污染的根源地主要为工业，其次为农业3。 当铜在土壤中占有的量大于某一定值时，将对农业上所种植的植物的生长、成熟、收成产生影响4。矿产的挖掘、“三废”的排泄放出、城乡垃圾的填埋处理、污泥作为肥料的使用和含铜农药的大面积应用等，无不使土壤中铜占有的量加大，间接造成了土壤成为新的污染物发生源5。土壤中铜污染的来源方式主要有大气中的铜沉降至土壤中、杀虫药剂的使用、化学肥料的使用、污水处理过程中生成的沉淀物质作为肥料施加、污水的浇灌、含有重金属的废物的聚积等。带有铜矿物的挖掘、“三废”的排泄放出、防治病原体微生物的带有铜的药剂长时间大批应用及污水处理过程中生成的沉淀物质作为肥料施加，无不使土壤中铜的占有量远远超过了背景值6。 1.3.3 单一铜污染的生态效应 (1) 铜可参与蛋白质组成的调整、光合电子的转移、线粒体呼吸作用、细胞壁新陈代谢等7。土壤中的铜浓度大于某一限值时, 植物的生长会遇到损害，严重的话植物会死亡8。(2) 微生物能利用多类形式干扰重金属的活动性，对重金属的生物有效性造成干扰，又能附着和转变重金属和其化合物。(3) 铜等重金属能限制微生物的生长,使微生物体内酶的合成及分泌减少,最终导致酶活性下降9。1.3.4 铜和其他重金属的组合污染铜和其他的重金属在复合污染条件下，对植物的危害和其在土壤中的转移变化, 比只有铜元素引起的污染要繁杂得多。多种交叉作用的表现, 和重金属在环境中的浓度及其结合关系、作物的种类等要素紧密关联10。1.3.5 铜和有机污染物的复合污染铜在土壤中的吸附作用与有机质的质量分数、粘土矿物的组成等相关11。铜一般情况下不会干扰有机污染物在土壤上的吸附12, 铜在土壤有机质上的吸附行为，是其与有机质官能团之间的络合作用13;极性有机污染物也能吸附在土壤的表面,与铜等重金属竞争吸附14。1.3.6 土壤中铜污染的来源土壤中铜污染的来源主要有大气中铜的沉降、杀菌药剂及化学肥料的使用、污水处理过程中产生的固体沉淀物作为肥料的使用、污水灌溉、含有重金属的废物的堆集等。1.3.7 测定土壤中铜的含量的意义在已知的地方病中，通常与微量元素的过多和过少相关，通过对地方土壤环境背景值的考查，能够获取微量元素造成地方病的阀值，为防范地方病提供关键的依据。不一样的自然条件和不一样的土地的布局构成，每每会呈现出某些微量元素的不及的现象，可采取的措施其一是增加使用某些微量元素，这样能够收获明显的增产和改良产品的质量。监测土壤中的铜的含量是确保食品安全的重要环节，对于新鲜农产品绿色基地的建设起着要紧的作用。在寻找矿物和土壤生态的稳定性方面也有重要的作用。1.4 消解方法消解的方法有很多，合适的消解方法对于测定被测元素极为重要。传统的干灰化法空白值低，但用时长，易挥发元素容易损失，坩埚易留住样品，致使测定的结果和加标回收率偏低；湿灰化法用时短，但也有反应的过程中伴随着大量有害气体的产生，且所用试剂量大，空白值偏高的缺点；水浴消解法自动化水平低，人为操作带来的误差就大，汞等元素也易挥发；电热板消解法安全，应用范围广，但用时长，酸液用量大，自动化水平不高，汞等元素易损失。微波消解和全自动消解没有以上消解方法的缺点，具备快速高效，试剂用量少，节能等优点。因此本次实验选用这两种消解方法作为前处理法，通过实验测定的结果验证其优点。1.5 微波消解1.5.1 微波消解的定义微波消解一般指密闭消解罐中的试剂及试样，利用微波加热、高温增压使样品在短时间内溶解的方法。1.5.2 微波消解的特性国际上相关标准方法测定土壤中铜元素多数以微波消解法作为前处理法15-17。和传统的湿法消解等相比发现微波消解具有以下特性：（1）比起一般的消解法加强了化学技术，消解的速度更快；（2）消解的时候消解罐被密封，样品消解的彻底，消解的成果好，如果是难溶的样品，消解的成果更加显著，实验的结果更加准确；（3）具备操作过程快捷高效、试剂的用量少、消解完全、样品的污染小、减少了样品的空白值、分析结果精密度高、准确可靠等优点18-19，是目前国内较先进的样品处理方法20；（4）在环境的保护和人体的安全方面有着明显的益处；（5）节省能量的效果显而易见，对比一般的方式节能很多；（6）然而无法避免地引发了有可能过压的隐患，消解反应容纳样品的量小的弊端。1.6 全自动消解法1.6.1 全自动消解系统的特点DEENA样品全自动石墨消解及前处理系统是一个为无机分析而设计的全自动化石墨消解和样品前处理系统，样品从消解到几乎所有需要的前处理过程高效，准确而且安全。1.6.2 全自动消解系统的作用本实验所用的全自动消解系统可以独立完成摇匀，加热，冷却，定容，添加试剂等一系列的操作，因不需要人力操作从而使精密度和准确度均得到提高。1.7 火焰原子吸收分光光度法1.7.1 火焰原子吸收法分光光度法的原理火焰原子吸收分光光度法法测定铜的原理是铜元素的化合物在火焰下解离为基态原子，基态原子位于样品的蒸汽中，样品的蒸汽可以吸收通过其的铜元素的特征谱线。由辐射特征谱线的光波被消减的程度来测定试样中铜元素的含量。1.7.2 火焰原子吸收分光光度法的特点火焰原子吸收分光光度法具备灵活性好、快捷、选择性好、灵敏度高、精密度好，准确度高等优点。第2章 实验部分2.1 实验材料2.1.1主要试剂表2.1 主要试剂试剂名称规格生产厂家硝酸优级纯洛阳市化学试剂厂盐酸优级纯洛阳市化学试剂厂氢氟酸1.49mg/L洛阳市化学试剂厂高氯酸优级纯洛阳市化学试剂厂硝酸镧溶液5%的质量分数洛阳市化学试剂厂2.1.2主要仪器表2.2 主要仪器仪器名称规格生产厂家电子分析天平BSA124S德国赛多利斯集团微波消解仪MARS Xpress美国培安科技公司全自动消解仪Thomas Cain DEENA II美国托马斯公司火焰原子吸收分光光度计ZEEnit700P型德国耶拿分析仪器股份公司2.2 制备铜标准溶液先制备铜标准储备液：将1g（精确至0.0001g）色谱纯金属铜加入到50mL烧杯中，加入硝酸溶液(1份硝酸与1份去离子水)20mL，温热，观察其溶解完后，转至1000mL容量瓶，定容，摇晃几次至混合均匀。绝大部分的硅被除去，没有干扰的产生。再制备铜标准使用液：用移液管转移铜标准储备液5mL至100mL容量瓶中，加入去离子水定容，摇匀。制备铜标准溶液的步骤是：用移液管分别转移50mg/L的铜标准使用液0.2mL，0.4mL，0.6mL，0.8mL，1mL，分别加入体积分数为0.2%的硝酸溶液，稀释混合至标线，摇晃几次至混合均匀。铜的浓度分别是0mg/L，0.2mg/L，0.4mg/L，0.6mg/L，0.8mg/L，1.0mg/L，得出的浓度的范围应包含试液中铜的浓度。根据步骤将浓度按从小到大的顺序先后测定其吸光度。2.3 土壤样品的消解2.3.1 土壤样品用微波消解法作为前处理法先将电子分析天平打开，预热30分钟，然后用电子分析天平称取0.40.5g土壤样品(准确至0.1mg)，(称量时应先把称量纸放在电子分析天平上，用滤纸把称量用的勺擦干净后开始称量土壤样品)，确保操作无误后缓慢拿上微波消解罐，将其倒入微波消解罐中，再加入少量水润湿，在通风橱中用不同的移液管加入试剂，加入的试剂为6mL硝酸，2mL盐酸，2mL氢氟酸，加完后先盖上较小的盖，再将大盖盖紧，放置于架子上，把装有消解罐的架子放进仪器中。开始把仪器工作所需的要求设立好，微波消解的工作条件如表2.3所示，反应结束的时候，仪器进行自动冷却的状态，当屏幕上显示温度低于80时，把微波消解罐拿出来，放于通风橱中，感觉其温度和室内的温度差不多时，执行赶酸的步骤(赶酸的目的一是为了和标准溶液相匹配，二是为了保护原子吸收仪器）：将电加热器放置在通风橱处，放置装有消解液的消解罐，添加高氯酸，添加的剂量为0.5mL，于已经到达160 的控温电加热器中放置，赶酸，直至溶液冒白烟，此时发现样品表现出粘稠状，样品的颜色为淡黄色，将消解罐从电热板上取下，放置直至温度和室内的温度相同时，加稀盐酸(稀盐酸是用1份的盐酸配上2份的去离子水配制而成)至胶体全部消失时，全部移动至(可用去离子水反复多次冲洗)至容量瓶中，至样品全部转移完后，加入硝酸镧溶液5ml，用装有去离子水的洗瓶开始添加，添加至快到刻度线的时候用装有去离子水的洗瓶标定(标定的时候视线与溶液的凹液面处于同一平面，使凹液面与标线相切)。空白实验是与样品实验一起做的。因为土壤的类别较多，所包括的有机质差别也较大，因此在消解时，要细心观察，各种酸的使用量可根据消解的情况酌情增减。土壤消解液应没有明显的沉淀物存在。消解完后除硅效果良好，消解完后的消解液需要赶酸,否则将造成测定的数值显著偏小。2.3.2 土壤样品用全自动消解法作为前处理法用电子分析天平称取0.40.5g土壤样品(精确到0.1mg)于消解罐中，加入少量水润湿后将消解罐放置于管架上，完成后将管架放于全自动消解仪的预定测量位置处上后启动仪器，全自动消解仪器能够自动化操作：先加5mL硝酸于消解罐中，振荡半分钟，之后于130加热70分钟，然后冷却5分钟，自动加入2mL硝酸，加入6mL盐酸，振荡半分钟，保持130加热1小时，继续冷却5分钟，然后加入5mL氢氟酸，振荡半分钟，于150加热1小时，冷却5分钟，加入1mL硝酸，再加入2mL高氯酸，加10mL去离子水清洗，振荡半分钟，于150加热60分钟加50分钟，于165加热60分钟，冷却50分钟，加入0.5mL硝酸。同时做空白实验。用装有去离子水的洗瓶把消解罐中残留的反应液少量且多次地转移，直至把反应液全部移至容量瓶中，加入5mL硝酸镧，然后用去离子水缓慢添加至刻度线，定容后把全部的容量瓶转移至测定的区域开始测定铜的工作。 2.4 火焰原子吸收法测定土壤样品中的铜火焰原子吸收分光光度计运行时各个部位的状态如表2.4所示，火焰原子吸收分光光度计的运行步骤如下所示：准备工作按步骤16所示。测定工作步骤按710所示。（1）打开火焰原子吸收分光光度计的主机和计算机的电源。（2）把测量软件的程序打开，将测量的元素选取为要测定的铜元素，确定铜空心阴极灯的标号。（3）仪器进行自检，反复调试使吸光率、波长结合的程度达到最适合的形态。调试完成后将吸光度调整到0。（4）将控制安全的部件拔出来，就会发现燃烧头和空气乙炔的提示灯的颜色是亮且一直不变的，观察空气和乙炔气压力的提示灯，发现其能亮但是呈现出不断闪烁的状态。（5）空气压缩机的使用步骤是第一步将风机打开，第二步将压缩机打开，第三步将排风扇打开。完成后将乙炔气阀开启，调整其压力在适合铜测试的状态，通过反复调整让空气压力和乙炔压力的提示灯、燃烧器和空气乙炔的提示灯呈现出一直亮的状态。（6）点火。调节乙炔的流量，调节火焰的形态使其适合测定。完成以上步骤进行测定，测定步骤如下所示：（7）将吸入液体的吸管插入去离子水中清洗一下。（8）测定标准溶液。把吸液管放入事先制备好的标准样品中，首先放入空白样品测量其吸光度，连续测量3次，取平均值作为其吸光度值。然后按铜溶液浓度由大到小的顺序依次测量其吸光度，也连续测量3次，取平均值作为其吸光度值。（9）打开Excel软件，建立表格，表格的左列为浓度，右列为吸光度，按ctrl键选中表格，插入散点图，作校准曲线。（10）测量土壤样品的吸光度。按标记好的顺序依次测定，先把吸液管放入装有去离子水的锥形瓶中清洗，待清洗完成后把吸液管放入装有样品的容量瓶中同样连续3次测定，测定完成后再重新放入装有去离子水的锥形瓶中，如此往复，直到所有的样品测定完成，此时将测量用的全部用具关闭。需要注意的是把乙炔钢瓶的阀门关掉，确定火焰自己熄灭后，退出提示熄火的界面，吸取去离子水来冲洗燃烧头，以此来预防燃烧头结盐影响使用的现象。表2.3 微波消解仪器的工作条件步骤时间(min)功率(w)温度()15300100253002003306502004080表2.4 火焰原子吸收分光光度计的工作条件元素测定波长/nm狭缝宽度l/nm火焰性质火焰类型灯电流I/mA空气流量qv/(Lmin-1)乙炔流量qv/(Lmin-1)铜324.80.7氧化性空气/乙炔7.57.01.52.5 加标回收率加标回收率：指另外把定量的标准铜溶液，放入选取的要测量的样品中，接下来按照和不加标的相同样品一样的测定步骤测定，测定的结果减去样品的测定值，计算加标回收率。 加标回收率Q的计算公式如下式所示,Q(2-1)M2加标后样品中铜的质量；M1加标前样品中铜的质量；M0加标物的质量。2.6 注意事项（1）实验前应先将玻璃器皿放置在装有硝酸(1比例的优级纯硝酸与9比例的水混合而成的)的酸液缸中完全浸没在溶液中，等待半天后，佩戴橡胶手套，穿上防止酸液溅到自己身上的衣服，小心地从酸液缸中取出，取出后放在铁盘上，转移至操作台上，打开装有去离子水的水桶的夹子，然后冲洗仪器，容量瓶应先装满去离子水静置一会儿再清洗，移液管应至少清洗3次(先清洗外壁，再从一端清洗使去离子水放出完后，从另一端清洗)，消解罐也必须清洗3次以上。清洗完毕后放置在相对应的位置上准备随时使用。（2）硝酸具备强烈的化学腐蚀性和刺激性，取用硝酸的时候必须按要求佩戴好防护器具，在通风橱中进行转移、滴定等，切忌与其接触。滴加硝酸溶液时用10mL的移液管，滴加盐酸溶液是用2mL的移液管，滴加氢氟酸溶液时用塑料滴管。（3）不能在消解罐中不含有样品的情况下直接运行仪器。因为本次实验所用的消解罐的数目大于6个并小于16个，所以摆放消解罐的时候先摆在内环处。第3章 结果与讨论3.1 标准曲线按2.2所示的铜标准溶液配制的方法配制表3.1中各浓度铜标准溶液，分别测定吸光度，减去空白后的吸光度，做出图3.1所示铜元素标准曲线。表3.1 铜标准曲线溶液的吸光度Cu的浓度(mg/L)试液测定的吸光度减去空白后的吸光度00.002200.20.03560.03340.40.07120.06900.60.10660.10440.80.13820.136010.16670.1645图3.1 铜元素标准曲线所得标准曲线方程为y=0.1665x+0.0013，在01mg/L浓度范围内呈现良好的线性关系，相关系数r=0.9990。3.2 测定土壤样品的吸光度实验所用土壤样品ESS-2和ESS-4均为土壤标准样品。土壤样品ESS-2全自动消解法和微波消解法对应的吸光度分别为表3.2、表3.3所示。表3.2 全自动消解法的吸光度土壤样品称量m/g体积V/mL稀释倍数吸光度空白0.0026ESS-20.44595010.0449ESS-20.46525010.0471ESS-20.45825010.0463ESS-20.45575010.0458ESS-20.45705010.0462表3.3 微波消解法的吸光度土壤样品称量m/g体积V/mL稀释倍数吸光度空白0.0026ESS-20.46995010.0465ESS-20.47055010.0470ESS-20.47445010.0475ESS-20.48055010.0482ESS-20.47615010.0477样品质量及测定的吸光度可用于液相浓度及土壤中铜浓度的计算。3.3 土壤中铜的含量测定土壤样品ESS-2中铜的含量，全自动消解法作为土壤样品的前处理方法消解土壤样品相关的计算结果如表3.4所示；微波消解法作为土壤样品的前处理方法消解土壤样品测定的计算结果在表3.5表示。液相浓度C的计算方法：C(3-1)式中：A2样品测定的吸光度； A1空白测定的吸光度； b截距； K斜率； E稀释的倍数。土壤中铜的含量W的计算方法：W (3-2)式中：C液相浓度； V定容的体积； M土壤样品的质量表3.4 全自动消解法的计算结果土壤样品液相浓度（g/mL）土壤样品中铜的含量B(mg/kg)空白ESS-20.24550927.5296ESS-20.25868327.80338ESS-20.25465527.78863ESS-20.25165227.61159ESS-20.25405427.79584表3.5 微波消解法的计算结果土壤样品液相浓度（g/mL）土壤样品中铜的含量B (mg/kg)空白ESS-20.25509027.14299ESS-20.25808427.42655ESS-20.26107827.51664ESS-20.26526927.60348ESS-20.26227527.54416液相浓度的结果表明样品中铜元素的浓度没有超出标准曲线的范围，因此不需要进行稀释。经查阅资料可得土壤ESS-2中铜含量的标准值为(27.60.5)mg/kg，土壤中铜含量的结果也在标准值范围内，计算的结果符合要求。3.4 准确度取4份ESS-4土样来做加标回收的实验，其中2份做全自动消解后的加标，另2份做微波消解的。序列号13和79的样品加标的量是1mL，序列号46和1012的样品加标的量是2mL，浓度是5mg/L铜溶液，加标物符合体积小，浓度大的特点。以全自动消解法作为土壤样品的前处理方法相关的加标回收率的计算结果如表3.6所示。表3.6 全自动消解处理后铜的加标回收率序列号背景值（g）铜加标量（g）测定值（g）加标回收率（%）113.464518.28996.5213.464518.36698.0313.464518.527101.3413.4641023.45099.9513.4641023.461100.0613.4641023.470100.1以微波消解法作为土壤样品的前处理方法的加标回收率计算结果如表3.7所示。表3.7 微波消解处理后铜的加标回收率序列号背景值（g）铜加标量（g）测定值（g）加标回收率（%）713.931518.27486.9813.931518.46090.6913.931518.73896.11013.9311023.62496.91113.9311023.72597.91213.9311023.78498.5通过表3.6、表3.7可看出全自动消解和微波消解后铜元素的加标回收率分别在96.5%101.3%、86.9%98.5%，均处于加标回收率的合格范围80%120%之间。说明了引入内标后样品中基体不会对实验造成太大干扰，实验的消解方法可行且准确度高。但全自动消解较微波消解加标回收的效果更好，也就是准确度更高。3.5 精密度精密度是验证实验方法可行的指标之一，相对标准偏差(英文缩写为RSD)的大小，体现了实验的结果偏离实验结果平均值的大小。往往就代表了实验结果精密度的好坏，通常用于定量实验结果精密度的分析。相对标准偏差RSD的计算公式为： (3-3) (3-4) (3-5)式中：某一浓度水平样品进行的第k次测定结果；对某一浓度水平样品测定的平均值； Si测定某一浓度水平样品的标准偏差；RSDi测定某一浓度水平样品的相对标准偏差。对样品ESS-2进行5次平行实验，测定土壤中铜含量的结果如表3.8所示。表3.8 土壤铜含量测定结果土壤样品消解方法土壤样品中铜浓度/(mg/kg)RSD/%12345平均值ESS-2全自动27.53027.80327.78927.61227.79627.7060.46微波27.14327.42727.51227.60327.54427.4460.59由表3.8可以看出5次测定ESS-2样品中铜含量均在标准值范围内。ESS-2样品的相对标准偏差全自动消解为0.46%，微波消解为0.59%,所测量出来的RSD均较小，也就说明了实验方法的精密度高。但全自动消解的RSD比起来更小，精密度更高。3.6 问题及解决方法在微波消解过程中试样飞溅出来会腐蚀仪器内部，严重的话导致因压力问题而损坏仪器并影响实验结果。全自动消解实验前要注意核实是否将接口连接装有对应酸溶液的试剂瓶，以及试剂量是否够用，避免导致试剂不够而影响消解效果的现象的发生。观察进样器正常工作，进样连续，架子可以自由升降。测定铜含量时可以通过添加琥珀酸和草酸等基体改进剂来避免试样进入火焰中电离，自由原子的数目减少，从而引起吸收减少干扰的发生。实验所用火焰原子吸收光度计调整能量时自动选择增益和负高压；自带有火焰自动优化功能；能自动调整灯的位置来对准光路，自动增益控制空心阴极灯的能量，若能量不合要求可以适当调整PMT负高压。实验测定数据的重现性较差，往往因雾化器的不正常工作造成的，为避免雾化效果不好我们应尽量静置溶液使残渣沉淀后选上清液来测定。结 论全自动消解仪可以自动且高精度地增添各类试剂及精确控制消解的时间，使样品消解完全。全自动消解法操作简便，样品消解的时间短，大大节省了样品消解的时间，时间短，提升了消解效率，消解成果好，减少了劳动力，受热匀实，使样品消解完全，测定的结果准确度和精密度均更佳。微波消解法同样具备全自动消解在消解方面的优点，消解理想，节能，消解过程防止了人为操控带来的误差，消解过程在微波消解罐中密封完成，避免了环境的污染。在蒸至近干的过程中，应呈粘稠状，否则试样蒸至干枯，会使土壤样品中各元素的测量结果偏低。铜元素形成的化合物容易离解，又不会生成难挥发性的化合物，试液中干扰较少。虽然土壤中含有大量的硅，然而消解完成后，绝大部分的硅会被除去，通常不会造成干扰。所以能直接测定消解液中的铜的浓度。实验用的微波消解仪不能安装在通风橱中，而全自动消解仪可以安装在通风橱中，微波消解仪消解过程中还可能会带来高压的危险。全自动消解法和微波消解法作为土壤样品的前处理法测定土壤样品ESS-2中铜的含量均在标准值（27.60.5）范围内，符合要求。全自动消解法和微波消解法作为土壤样品ESS-4的前处理法测定土壤样品中铜的加标回收率分别在96.5%101.3%和86.9%98.5%之间。全自动消解法作为土壤样品的前处理法测定土壤样品ESS-2的相对标准偏差为0.46%，微波消解法作为土壤样品的前处理法测定的为0.59%，从这些数据可以看出火焰原子吸收法操作简单，精确度好，准确度高，灵敏性好，选择性好，干扰少，是测定土壤中的铜的可以依赖的测定方法。不管是全自动消解法还是微波消解法，作为土壤样品的前处理法时都是可行的。但全自动消解法较微波消解法的加标回收率更高和相对标准偏差更小，准确度更高，精密度更好。参考文献1吴克宁,梁思源,鞠兵,等.土壤功能及其分类与评价研究进展J.土壤通报,2011,(4):980-985.2孙波,解宪丽.全球变化下土壤功能演变的响应和反馈J.地球科学进展,2005,(8):903-909.3王京文,徐文,周航,等.土壤样品中重金属消解方法的探讨J.浙江农业科学,2007(2):223-225.4Sommer, A. 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