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土壤预处理方法         ★★★ 【字体:
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土壤预处理方法
http://www.eedu.org.cn    作者:佚名    文章来源:网络    点击数:    更新时间:2007-2-19


D.1 全分解方法


D.1.1普通酸分解法
准确称取0.5 g(准确到0.1 mg,以下都与此相同)风干土样于聚四氟乙烯坩埚中,用几滴水润湿后,加入10 mLHCl(ρ1.19g/mL),于电热板上低温加热,蒸发至约剩5 mL时加入15 mLHNO3(ρ1.42g/mL),继续加热蒸至近粘稠状,加入10 ml HF(ρ1.15g/mL)并继续加热,为了达到良好的除硅效果应经常摇动坩埚。最后加入5 ml HClO4(ρ1.67g/Ml),并加热至白烟冒尽。对于含有机质较多的土样应在加入HClO4之后加盖消解,土壤分解物应呈白色或淡黄色(含铁较高的土壤),倾斜坩埚时呈不流动的粘稠状。用稀酸溶液冲洗内壁及坩埚盖,温热溶解残渣,冷却后,定容至100 mL或50 mL,最终体积依待测成分的含量而定。

D.1.2 高压密闭分解法
称取0.5 g风干土样于内套聚四氟乙烯坩埚中,加入少许水润湿试样,再加入HNO3(ρ1.42g/mL)、HCl04(ρ1.67g/mL)各5 mL,摇匀后将坩埚放入不锈钢套筒中,拧紧。放在180 ℃的烘箱中分解2 h。取出,冷却至室温后,取出坩埚,用水冲洗坩埚盖的内壁,加入3 mL HF(ρ1.15g/mL),置于电热板上,在100 ℃~120 ℃加热除硅,待坩埚内剩下约2 ~3 mL溶液时,调高温度至150 ℃,蒸至冒浓白烟后再缓缓蒸至近干,按1.1同样操作定容后进行测定。

D.1.3 微波炉加热分解法
微波炉加热分解法是以被分解的土样及酸的混合液作为发热体,从内部进行加热使试样受到分解的方法。目前报导的微波加热分解试样的方法,有常压敞口分解和仅用厚壁聚四氟乙烯容器的密闭式分解法,也有密闭加压分解法。这种方法以聚四氟乙烯密闭容器作内筒,以能透过微波的材料如高强度聚合物树脂或聚丙烯树脂作外筒,在该密封系统内分解试样能达到良好的分解效果。微波加热分解也可分为开放系统和密闭系统两种。开放系统可分解多量试样,且可直接和流动系统相组合实现自动化,但由于要排出酸蒸气,所以分解时使用酸量较大,易受外环境污染,挥发性元素易造成损失,费时间且难以分解多数试样。密闭系统的优点较多,酸蒸气不会逸出,仅用少量酸即可,在分解少量试样时十分有效,不受外部环境的污染。在分解试样时不用观察及特殊操作,由于压力高,所以分解试样很快,不会受外筒金属的污染(因为用树脂做外筒)。可同时分解大批量试样。其缺点是需要专门的分解器具,不能分解量大的试样,如果疏忽会有发生爆炸的危险。在进行土样的微波分解时,无论使用开放系统或密闭系统,一般使用HNO3-HCl-HF-HCl04、HN03-HF-HCl04、HN03-HCl-HF-H202、HN03-HF-H202等体系。当不使用HF时(限于测定常量元素且称样量小于0.1 g),可将分解试样的溶液适当稀释后直接测定。若使用HF或HCl04对待测微量元素有干扰时,可将试样分解液蒸至近干,酸化后稀释定容。

D.1.4 碱融法
D.1.4.1 碳酸钠熔融法(适合测定氟、钼、钨)
称取0.5000 ~1.0000 g风干土样放入预先用少量碳酸钠或氢氧化钠垫底的高铝坩埚中(以充满坩埚底部为宜,以防止熔融物粘底),分次加入1.5 ~3.0 g碳酸钠,并用圆头玻璃棒小心搅拌,使与土样充分混匀,再放入0.5 ~1 g碳酸钠,使平铺在混合物表面,盖好坩埚盖。移入马福炉中,于900℃~920℃熔融0.5 h。自然冷却至500℃左右时,可稍打开炉门(不可开缝过大,否则高铝坩埚骤然冷却会开裂)以加速冷却,冷却至60℃~80℃用水冲洗坩埚底部,然后放入250 mL烧杯中,加入100 mL水,在电热板上加热浸提熔融物,用水及HCl(1+1)将坩埚及坩埚盖洗净取出,并小心用HCl(1+1)中和、酸化(注意盖好表面皿,以免大量CO2冒泡引起试样的溅失),待大量盐类溶解后,用中速滤纸过滤,用水及5%HCl洗净滤纸及其中的不溶物,定容待测。
D.1.4.2碳酸锂-硼酸、石墨粉坩埚熔样法(适合铝、硅、钛、钙、镁、钾、钠等元素分析)
土壤矿质全量分析中土壤样品分解常用酸溶剂,酸溶试剂一般用氢氟酸加氧化性酸分解样品,其优点是酸度小,适用于仪器分析测定,但对某些难熔矿物分解不完全,特别对铝、钛的测定结果会偏低,且不能测定硅(已被除去)。
碳酸锂-硼酸在石墨粉坩埚内熔样,再用超声波提取熔块,分析土壤中的常量元素,速度快,准确度高。
在30mL瓷坩埚内充满石墨粉,置于900℃高温电炉中灼烧半小时,取出冷却,用乳钵棒压一空穴。准确称取经105℃烘干的土样0.2000g于定量滤纸上,与1.5g Li2CO3-H3BO3(Li2CO3:H3BO3=1:2)混合试剂均匀搅拌,捏成小团,放入瓷坩埚内石墨粉洞穴中,然后将坩埚放入已升温到950℃的马福炉中,20min后取出,趁热将熔块投入盛有100mL4%硝酸溶液的250mL烧杯中,立即于250W功率清洗槽内超声(或用磁力搅拌),直到熔块完全溶解;将溶液转移到200mL容量瓶中,并用4%硝酸定容。吸取20mL上述样品液移入25mL容量瓶中,并根据仪器的测量要求决定是否需要添加基体元素及添加浓度,最后用4%硝酸定容,用光谱仪进行多元素同时测定


D.2 酸溶浸法


D.2.1 HCl-HNO3溶浸法
准确称取2.000g风干土样,加入15mL的HCl(1+1) 和5mLHNO3(ρ1.42g/mL),振荡30min,过滤定容至100mL,用ICP法测定P、Ca、Mg、K、Na、Fe、Al、Ti、Cu、Zn、Cd、Ni、Cr、Pb、Co、Mn、Mo、Ba、Sr等。
或采用下述溶浸方法:准确称取2.000g风干土样于干烧杯中,加少量水润湿,加入15mL HCl (1+1)和5mLHNO3(ρ1.42g/mL)。盖上表面皿于电热板上加热,待蒸发至约剩5mL,冷却,用水冲洗烧杯和表面皿,用中速滤纸过滤并定容至100mL,用原子吸收法或ICP法测定。

D.2.2 HNO3-H2SO4-HClO4溶浸法
方法特点是H2SO4、HClO4沸点较高,能使大部分元素溶出,且加热过程中液面比较平静,没有迸溅的危险。但Pb等易与SO42-形成难溶性盐类的元素,测定结果偏低。操作步骤是:准确称取2.5000g风干土样于烧杯中,用少许水润湿,加入HNO3-H2SO4-HClO4混合酸(5+1+20)12.5mL,置于电热板上加热,当开始冒白烟后缓缓加热,并经常摇动烧杯,蒸发至近干。冷却,加入5mLHNO3(ρ1.42g/mL)和10mL水,加热溶解可溶性盐类,用中速滤纸过滤,定容至100mL,待测。

D.2.3 HNO3溶浸法
准确称取2.0000g风干土样于烧杯中,加少量水润湿,加入20mLHNO3(ρ1.42g/mL)。盖上表面皿,置于电热板或砂浴上加热,若发生迸溅,可采用每加热20min关闭电源20min的间歇加热法。待蒸发至约剩5mL,冷却,用水冲洗烧杯壁和表面皿,经中速滤纸过滤,将滤液定容至100mL,待测。

D.2.4 Cd、Cu、As等的0.1mol/L HCl溶浸法
土壤中Cd、Cu、As的提取方法,其中Cd、Cu操作条件是:准确称取10.0000g风干土样于100mL广口瓶中,加入0.1mol/L HCl50.0mL,在水平振荡器上振荡。振荡条件是温度30℃、振幅5~10cm、振荡频次100~200次/min,振荡1h。静置后,用倾斜法分离出上层清液,用干滤纸过滤,滤液经过适当稀释后用原子吸收法测定。
As的操作条件是:准确称取10.0000g风干土样于100mL广口瓶中,加入0.1mol/L HCl 50.0mL,在水平振荡器上振荡。振荡条件是温度30℃、振幅10cm、振荡频次100次/min,振荡30min。用干滤纸过滤,取滤液进行测定。
除用0.1mol/L HCl溶浸Cd、Cu、As以外,还可溶浸Ni、Zn、Fe、Mn、Co等重金属元素。0.1mol/L HCl溶浸法是目前使用最多的酸溶浸方法,此外也有使用CO2饱和的水、0.5mol/LKCl-HAc(pH=3)、0.1mol/ L MgSO4- H2SO4等酸性溶浸方法。

 

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