火焰原子吸收光谱法测定复混肥料中铬的含量

Determination of Chromium Content in Compound Fertilizer by Flame Atomic Absorption Spectrometry

袁常春 Changchun YUAN , 吕国良 Guoliang LÜ

1 密山市质量技术监督检验检测中心黑龙江密山 158300 Mishan Quality and Technical Supervision and Inspection Center, Mishan 158300, China 2 鸡西市质量技术监督检验检测中心黑龙江鸡西 158100 Jixi Quality and Technical Supervision and Inspection Center, Jixi 158100, China

摘要：

采用硝酸-高氯酸-氢氟酸消解法对样品进行前处理，对火焰原子吸收光谱法测定复混肥料中铬的含量进行了试验研究。试验结果表明，该测定方法简便、快速，测定结果准确，加标回收率为99.7%~101.0%。

关键词：

火焰原子吸收光谱法; 铬含量; 复混肥料;

Abstract：

Sample is pretreated with nitric acid-perchloric acid-hydrofluoric acid digestion, experimental study is carried out of determination of chromium content in compound fertilizer by flame atomic absorption spectrometry. Experimental results show that this determination method is simple, convenient and quick, it has accurate results of determination, and the recovery of standard addition is 99.7%~101.0%.

Keyword：

flame atomic absorption spectrometry; chromium content; compound fertilizer;

铬是人体必需的微量元素，但铬过量会对人体产生严重危害。若复混肥料中铬含量过高，将导致土壤、农作物等受到污染，最终造成对人体的危害。火焰原子吸收光谱法测定铬含量具有操作简便、快速、准确等优点，本试验采用硝酸-高氯酸-氢氟酸消解法对样品进行前处理，采用火焰原子吸收光谱法测定复混肥料中铬的含量，试验结果表明该方法完全适用于复混肥料中铬含量的测定。

1 试验部分

1.1 主要仪器与试剂

主要仪器：LJ-2000型火焰原子吸收光谱仪，辽宁计量分析仪器厂。

主要试剂：铬标准储备溶液，1 000 μg/mL，国家标准物质研究中心；硝酸、高氯酸、氢氟酸、盐酸、氯化铵均为优级纯；试验用水为一级水，系采用MILI-Q制取的超纯水。

1.2 仪器工作条件

分析线359.3 nm，燃烧器高度8 mm，灯电流8 mA，燃烧器角度15°，光谱通带0.2 nm，空气与乙炔的体积比2 :3。

1.3 试样配制

准确称取经粉碎至粒度为100 μm的复混肥试样(1.000±0.001) g并置于聚四氟乙烯坩埚中，加入8 mL硝酸、4 mL氢氟酸和3 mL高氯酸，于电热板上低温消解1 h，再继续加热至冒浓白烟；蒸至近干，取下冷却，加入3 mL盐酸溶解，然后加入质量分数10%氯化铵3 mL，用体积分数1%硝酸定容于50 mL容量瓶中，待测定。

2 结果与讨论

2.1 火焰原子吸收光谱法谱线的选择

火焰原子吸收光谱法所选择的谱线通常是共振线^[1]。共振线是电子在基态与最接近基态能级间跃迁所产生的谱线，都是吸收线，但吸收线不一定是共振线，所以一种元素往往不仅共振线可以作为谱线，其他灵敏度较高的吸收线也可以作为谱线。由于复混肥料中铬含量较低，在谱线选择上宜采用灵敏度高的吸收线。

以5.0 μg/mL的铬标准溶液为研究对象，通过试验发现主灵敏线357.9 nm处的吸光度为0.125，次灵敏线359.3 nm处的吸光度为0.150，即次灵敏线处的吸光度比主灵敏线大20%，故选择359.3 nm作为火焰原子吸收光谱法的测定谱线。

2.2 燃烧器高度的选择

火焰原子吸收光谱法正常燃烧的火焰结构由预热区、第1反应区、中间薄层区以及第2反应区组成，界限清晰、稳定。试样原子化反应主要在第1反应区和中间薄层区进行，因此需选择合适的燃烧器高度^[2]，确保原子化效率，提高灵敏度和测试精确度。

分别设定燃烧器高度为4，6，8，10和12 mm，喷入1 μg/mL铬标准溶液，比较试验的原子化效率。试验结果(表 1)表明，随着燃烧器高度的增大，吸光度有所增加；当燃烧器高度超过8 mm后，继续增大燃烧器高度，标准工作曲线的线性变差。根据原子化效率及线性平滑度综合考虑，确定燃烧器高度为8 mm。

表 1

燃烧器高度试验结果

燃烧器高度/mm	吸光度A
4	0.086
6	0.092
8	0.106
10	0.085
12	0.074

2.3 燃烧器角度的选择

锐线光源的光束通过火焰的不同部位时，会对测定的灵敏度和稳定性产生一定的影响。为保证测定的灵敏度高，可选择适宜的燃烧器高度，使光源发出的锐线光通过火焰中基态原子密度最大的中间薄层区。元素含量与光路中该元素的原子数有关，当样品溶液元素含量较低时，可通过调整燃烧器角度，人为控制光路中该元素的原子数，以提高该元素的测定灵敏度，达到准确测定的目的。

分别设定燃烧器角度为10°、15°、20°、25°和30°，喷入1 μg/mL铬标准溶液进行试验，试验结果(表 2)表明，燃烧器角度为15°时的测定灵敏度较高，因此选择燃烧器角度为15°。

表 2

燃烧器角度试验结果

燃烧器角度/(°)	吸光度A
10	0.075
15	0.109
20	0.089
25	0.080
30	0.064

2.4 空气与乙炔体积比

不同元素在不同燃烧气氛中的原子化效率不同。喷入1 μg/mL铬标准溶液，在空气与乙炔体积比分别为2 :1、2 :2、2 :3和2 :4的条件下考察对元素测定的影响。试验结果(表 3)表明，当空气与乙炔体积比为2 :3时铬元素吸光度最大，说明铬元素在此条件下原子化效率较高，故选择空气与乙炔体积比为2 :3。

表 3

空气与乙炔体积比试验结果

空气与乙炔体积比	吸光度A
2:1	0.072
2:2	0.085
2:3	0.108
2:4	0.070

2.5 干扰与抑制

铜、铝、镁、钙、钠、钾、锌、铁、锰、镍的存在对铬的测定有不同程度的干扰^[3]，而加入氯化铵可以抑制干扰。在5.0 μg/mL铬标准溶液中加入1.0 μg/mL铜、铝、镁、钙、钠、钾、锌、铁、锰、镍标准溶液，然后分别加入质量分数10%氯化铵溶液1、2、3、4和5 mL并测定吸光度。试验结果表明：随着氯化铵溶液加入量的增加，吸光度有所上升；当氯化铵溶液加入量超过3 mL时，吸光度不再增加反而下降。因此，选择质量分数10%氯化铵溶液加入量为3 mL。

2.6 线性方程与检出限

将1 000 μg/mL铬标准储备溶液稀释成为100 μg/mL, 然后分别移取0.0、0.5、1.0、2.0、4.0和6.0 mL于50 mL容量瓶中，加入质量分数10%氯化铵溶液3 mL，用体积分数1%硝酸定容，依次测定，得到的线性方程为y＝0.134 7x-0.069 4，相关系数为0.995 1。

对空白样品进行11次重复测定，计算测定结果的标准偏差。以3倍标准偏差除以线性方程斜率作为仪器测定的定量限，计算得到方法的检出限为0.001 5%。

2.7 加标回收试验

向已知测定结果的样品中将入一定量的铬标准溶液，按测定方法进行测定，测定结果(表 6)表明加标回收率为99.7%~101.0%。

表 6

加标回收试验结果

样品铬含量/ (mg·kg^-1)	铬加入量/ (mg·kg^-1)	测定结果/ (mg·kg^-1)	回收率/ %
15.56	6.00	21.78	101.0
25.50	10.00	35.39	99.7
35.50	12.00	47.40	99.8
45.50	15.00	60.44	99.9

3 结语

通过改进仪器工作条件、选用次灵敏线、调整燃烧器角度和高度、对于基体干扰较大的样品加入氯化铵，建立了火焰原子吸收光谱法测定复混肥料中铬的检测方法。试验结果表明，该方法准确、简便、快速。

ckwx 参考文献

邢书才.火焰原子吸收法测定铬元素最灵敏线的重新确认[J].分析化学, 2009(S1): 79-79.

李玉珍, 邓宏筠.原子吸收分析应用手册[M].北京:北京科学技术出版社, 1990.

王建, 贾斌, 郭丽萍, 等.火焰原子吸收分光光度法测定饲料中铬[J].光谱学与光谱分析, 2005(7): 1142-1144.