電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定 農(nóng)業(yè)土壤樣品中的有效磷

0 引言

磷元素廣泛的存在于動(dòng)物和植物組織之中，也是人體含量較多的元素之一，僅稍次于鈣元素排列為第六位。約占人體體重的1%，成人體內(nèi)約含有600-900克的磷元素。磷元素是維持骨骼和牙齒的必要物質(zhì)，體內(nèi)磷的85.7%集中于骨骼和牙齒之中，其余的磷則分散分布于全身各組織及體液當(dāng)中，磷元素還是使心臟有規(guī)律地跳動(dòng)、維持腎臟正常機(jī)能和傳達(dá)神經(jīng)刺激的重要物質(zhì)。它是構(gòu)成人體的重要成分，磷存在于人體所有細(xì)胞中，人體的肌肉組織中，幾乎參與所有生理上的化學(xué)反應(yīng)代謝過程，是機(jī)體很重要的一種元素。而有效磷，則是指土壤中可被植物吸收利用的磷的總稱，也就是人體可以通過食物可攝入體內(nèi)的磷元素。因此有效磷含量的高低是評(píng)價(jià)土壤的一種重要指標(biāo)。

1   原理

    樣品經(jīng)碳酸氫鈉溶液浸提，干過濾溶液，使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定有效磷的含量。由樣品基體產(chǎn)生的儀器響應(yīng)抑制或增強(qiáng)效應(yīng)以及儀器的漂移，使用內(nèi)標(biāo)溶液進(jìn)行補(bǔ)償消除。

2   儀器和設(shè)備及工作條件

2.1  儀器和設(shè)備

     儀器：美國賽默飛世爾公司電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（XSERIES  2  ICP-MS）

設(shè)備：恒溫往復(fù)式振蕩器（如無恒溫往復(fù)式振蕩器，使用普通振蕩器振蕩時(shí)可將室溫控制在25℃后再進(jìn)行振蕩）

2.2  儀器工作條件

      PC檢測器電壓：3260V

      模擬檢測器電壓：1800V

      儀器功率：1400W

      采樣深度：160μm

冷卻氣用量：14L/min

      輔助氣用量：0.8L/min

      霧化器壓力：0.65Psi

      質(zhì)荷比的選擇：P31、Re185

      掃描方式：跳峰

      進(jìn)樣系統(tǒng)：高效同心霧化器（內(nèi)徑1.0mm），（含電子制冷器）結(jié)合旋流霧化室，可拆式石英炬管，標(biāo)準(zhǔn)磨口中心管

3   試劑及器皿

3.1  試劑：

3.1.1  優(yōu)級(jí)硝酸溶液（量取200ml硝酸，溶液800ml水中，配制成20%硝酸

溶液）

3.1.2  優(yōu)級(jí)氫氧化鈉溶液（稱取10g氫氧化鈉溶于水中，稀釋至100ml，配

制成10%氫氧化鈉溶液貯于聚乙烯瓶中）

3.1.3  優(yōu)級(jí)碳酸氫鈉浸提劑（現(xiàn)用現(xiàn)配42g碳酸氫鈉溶于800mL水，加水稀

釋至990ml，用氫氧化鈉溶液（3.1.2）調(diào)節(jié)至PH值為8.5，加水定容1

L，溫度控制在25℃，配制成0.5mol/L的碳酸氫鈉浸提液）

3.2  器皿：200ml 帶蓋聚乙烯塑料瓶

           25ml  比色試管

           50ml  容量瓶

                 漏斗

           無磷濾紙

4   試驗(yàn)方法

4.1 實(shí)驗(yàn)器皿的預(yù)處理：

    實(shí)驗(yàn)中所需使用的玻璃器皿需先用無磷洗滌劑清洗，再用硝酸溶液（3.1.1）浸泡24小時(shí)，再使用前用去離子水洗凈。

4.2 樣品的化學(xué)處理：

稱取1.000g樣品于200ml聚乙烯塑料瓶中，準(zhǔn)確加入50ml碳酸氫鈉浸提劑（3.1.3），蓋緊瓶蓋，在25℃條件下，振蕩30min（振蕩頻率200r/min），立即使用無磷濾紙干過濾于25ml比色管中（濾液有5ml即可），待測（溶液需在4小時(shí)內(nèi)完成測定）。

4.3   標(biāo)準(zhǔn)溶液及標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制

4.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：

使用磷元素國家液體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，逐級(jí)稀釋至濃度為10.0μg/ml的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液。

4.3.2 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制：

準(zhǔn)確吸取4.3.1溶液0.00ml、1.00ml、2.00ml、5.00ml、8.00ml、10.00ml于50 ml容量瓶中，以碳酸氫鈉浸提劑（3.4）稀釋刻度，搖勻。分別相當(dāng)于樣品濃度0.00mg/kg、10.00mg/kg、20.00mg/kg、50.00mg/kg、80.00mg/kg、100.00mg/kg。

4.4   內(nèi)標(biāo)元素溶液的配制：

      使用錸元素國家液體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，逐級(jí)稀釋至濃度為200ng/ml的錸元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)內(nèi)標(biāo)溶液（該內(nèi)標(biāo)溶液直接使用去離子水稀釋無需加入酸溶液，現(xiàn)用現(xiàn)配）。

4.5   儀器測定：

      按照2.2儀器條件進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn)溶液、標(biāo)準(zhǔn)系列溶液（表1）和樣品溶液的測定，計(jì)算樣品中有效磷的含量。

表1   有效磷標(biāo)準(zhǔn)系列測定結(jié)果

5  結(jié)果與討論

5.1  方法的精密度與準(zhǔn)確度

     使用國家黃土土壤有效態(tài)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)HTSB-1，HTSB-2,HTSB-3，HTSB-4，HTSB-5進(jìn)行分析，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱取12份，以本文中制定的分析步驟，測定有效磷的含量，進(jìn)行方法驗(yàn)證。所得有效磷測定結(jié)果與推薦值之間進(jìn)行比較，其平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、精密度見表2 

表2   12次有效磷測定測定結(jié)果與推薦值之間進(jìn)行比較，其平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、相對(duì)偏差   ω(W)=mg/kg

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)名稱        HTSB-1               HTSB-2               HTSB-3              HTSB-4               HTSB-5

真值 (31.5)                 (20.4)                 (95.5)                (43.1)                  (49.4)

序    號(hào) 　

1 31.51 22.47 89.42 40.78 47.66

2 31.50 22.85 90.89 40.80 49.78

3 31.54 23.30 89.82 41.63 50.88

4 31.10 22.85 92.08 42.13 50.33

5 30.82 22.91 93.38 42.01 51.33

6 31.02 22.35 92.60 42.02 50.90

7 31.27 23.63 92.94 41.94 49.85

8 30.87 22.68 91.64 42.15 50.62

9 30.94 22.98 92.68 40.67 50.74

10 31.68 22.73 93.37 41.95 49.50

11 31.20 22.91 93.70 42.06 50.52

12 30.82 22.82 94.02 41.57 51.37

平均值（x） 31.19 22.87 92.21 41.64 50.29

標(biāo)準(zhǔn)差（σ） 0.389 0.424 1.498 0.664 1.271

精密度%RSD 1.000 1.484 1.625 1.356 2.021

表2中數(shù)據(jù)說明，在本方法制定的測試條件下，進(jìn)行方法驗(yàn)證，測得有效磷的分析結(jié)果與推薦值十分接近，測定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于 5.0％，精密度和準(zhǔn)確度均能滿足農(nóng)業(yè)土壤樣品分析測試要求。

5.2  電感耦合等離子體質(zhì)譜法與鉬銻抗分光光度法的比較

     標(biāo)準(zhǔn)方法碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法所使用試劑種類較多，造成試劑成本較高，加之分光光度法精密度較低，操作步驟繁瑣（易產(chǎn)生污染及人為誤差環(huán)節(jié)較多），效率過低，不適合大批量樣品分析時(shí)使用，尤其是對(duì)樣品要求的快速分析測定時(shí)。但鉬銻抗分光光度法測定有效磷，因其具有儀器價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用較為普遍。

    電感耦合等離子體質(zhì)譜法與鉬銻抗分光光度法相比，具有試劑成本低，操作簡便，重現(xiàn)性好，精密度高，準(zhǔn)確度高，檢出限低可達(dá)到0.001mg/kg等優(yōu)點(diǎn)，但儀器采購成本高昂。

6  結(jié)論

    本篇所研究的電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定農(nóng)業(yè)土壤樣品中的有效磷，對(duì)于現(xiàn)今對(duì)分析測試要求越來越高的情況下，具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本方法具有靈敏度高、質(zhì)譜干擾少、動(dòng)態(tài)線性范圍寬的特點(diǎn)，前處理方法極為簡便，對(duì)于不同含量的樣品均可以直接進(jìn)行測定，方法簡單實(shí)用，分析效率極高，克服樣品基體復(fù)雜，含量范圍跨度大的問題。因此本文對(duì)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)分析方法（HJ 704-2014）進(jìn)行了改進(jìn)，開發(fā)出一種可以快速、準(zhǔn)確測定大量農(nóng)業(yè)土壤中有效磷樣品的分析方法。

本文來源：《產(chǎn)品可靠性報(bào)告》http://k2057.cn/w/kj/32519.html