硒是人体生长发育过程中所必需的微量元素之一。土壤中的水溶性硒易被植物吸收〔1〕, 而植物中硒含量又与人和动物的健康有直接关系。所以测定土壤中水溶性硒含量具有重要意义。目前硒的测定方法较多。荧光分光光度法是经典方法,灵敏度高,但操作繁琐费时〔2〕;石墨炉原子吸收光谱法存在硒的挥发损失〔3〕;催化光度法和极谱法的稳定性差〔4〕;氢化物发生原子吸收光谱法具有高灵敏度和高选择性的优点,但操作繁琐〔5〕。流动注射氢化物发生原子吸收光谱法是近年来发展较快的分析方法,除具有氢化物发生原子吸收光谱法的优点外,还有操作简便、分析快速、试剂用量少等优点〔6〕。本文采用该法测定土壤中水溶性硒,对试验条件、样品处理等进行了研究,取得较好效果。
1 材料与方法 1.1 仪器与试剂 1.1.1 仪器AA-7000型原子吸收分光光度计(北京东西电子技术研究所);WHG-102A2型流动注射氢化物发生器及电加热石英管(石英管长200 mm,内径7 mm,外径9 mm,北京瀚时制作所);硒空心阴极灯(北京有色金属研究总院)。
1.1.2 样品与试剂按一般土壤采集方法取耕作层土壤约500 g,挑出植物根及石块等杂物,自然风干,碾碎,过80目筛,混匀,装瓶备用作为检测样本。硒(Ⅳ)标准贮备液(1.000 mg/ml):准确称取亚硒酸(H2SeO3)0.1634 g于100 ml烧杯中,用2.0 mol/L盐酸溶解,并定容至100 ml容量瓶中,摇匀;硒(Ⅳ)标准应用液(250.0 ng/ml):用2.0 mol/L盐酸逐级稀释硒(Ⅳ)标准贮备液配制;硼氢化钾溶液(5.0 g/L):称取硼氢化钾(94%)2.5g,溶于4 g/L氢氧化钠溶液并稀释至500 ml,用脱脂棉过滤后移至聚乙烯瓶中,于4 ℃冷藏保存;氢氧化钠溶液(10.0 g/L);混合酸:硝酸与高氯酸的体积比为4:1;载液:0.50 mol/L盐酸;稀释液:2.0 mol/L盐酸;载气:高纯氩气;盐酸、硝酸、氢氧化钠为优级纯,其他试剂为分析纯,实验用水为去离子水,实验所用器皿用硝酸(1:3)浸泡24 h。
1.2 方法原理用碱性水溶液浸提土壤样品中的水溶性硒,浸提液经硝酸-高氯酸消化后,加入盐酸将六价态硒还原为四价态硒,该溶液作为试样溶液。以稀盐酸作载流载带试样溶液,试样溶液在反应管中与硼氢化钾溶液混合并发生化学反应,四价态硒被还原为硒化氢气体,被载气带入电加热石英管原子化器中,硒被原子化成基态原子蒸气。当硒空心阴极灯发射的特征谱线(196.0 nm)通过石英管时,被基态原子所吸收。在一定实验条件下,其吸光度与试样溶液中硒浓度呈正比,与标准系列比较定量。
1.3 操作条件分析线波长196.0 nm,光谱通带0.4 nm,灯电流5.0 mA,测量方式为峰高,硼氢化钾浓度5 g/L,盐酸载液浓度0.5 mol/L,载气流速200 ml/min,石英管加热电压120V。
1.4 实验方法取一定量硒(Ⅳ)标准应用液于10 ml比色管中,用2 mol/L盐酸稀释至刻度,摇匀,作为测试液,按操作条件进行测定。
1.5 样品分析准确称取土样1.500 0 g于25 ml具塞比色管中,加入8.0 ml 10 g/L氢氧化钠溶液,于振荡器上震荡1 h后,放在沸水浴中加热0.5 h。将溶液倒入离心管中,用2.0 ml 10 g/L氢氧化钠溶液冲洗比色管,溶液一并倒入离心管,在1 500 r/min转速下离心5 min。将上清液倒入100 ml三角烧瓶中,加入8.0 ml混合酸,盖上回流帽,置于砂浴电热板上低温消化1 h后高温消化至红棕色气体冒尽,溶液无色透明且刚产生高氯酸白烟时止。如溶液有色,需补加少量混合酸继续消化。取下三角烧瓶冷却至近室温,用2 mol/L盐酸稀释溶液至10.00 ml,放置0.5 h。同时做试剂空白。按实验方法测定吸光度,用标准曲线法定量。
2 结果与分析 2.1 试验条件选择 2.1.1 稀释液浓度的选择按实验方法,固定其他条件,改变盐酸溶液浓度测定标准测试液的吸光度。结果表明,盐酸浓度在1.5~3.5 mol/L之间,灵敏度和稳定性均较好。因此,选2.0 mol/L盐酸。
2.1.2 硼氢化钾浓度的选择实验表明,硼氢化钾浓度为3.0~7.0 g/L时,吸光度值大且稳定。因此,选5.0 g/L。
2.1.3 载液浓度的选择结果表明,盐酸浓度在0.30~2.0 mol/L之间,吸光度值大且基本恒定。因此,选盐酸浓度0.50 mol/L。
2.1.4 石英管加热电压的选择结果发现,电压小于100 V,吸光度值随电压增加而增大;电压在100~150 V,吸光度值达最大值;电压超过150 V,吸光度值缓慢降低。因此,选加热电压为120 V。
2.1.5 载气流速的选择实验表明,载气流速在160~260 ml/min时,吸光度值大且变化较小。因此,选载气流速为200 ml/min。
2.2 共存离子的影响结果表明(相对误差不超过±10%):至少30 000倍K+、Na+;20 000倍Ca2+、Mg2+;1 000倍Fe3+、Fe2+、Zn2+、Al3+、Mn2+、Pb2+、Cd2+、I-、Cr (Ⅵ);400倍Co2+、Ni2+;300倍Cu2+、Ag+、As (V);100倍As (Ⅲ)不干扰测定。
2.3 线性范围与检出限测定不同浓度硒标准测试液的吸光度,绘制硒浓度与吸光度关系曲线。结果,硒浓度在0.8~28.0 ng/ml范围内与吸光度呈线性关系,直线回归方程为A=0.02lc+0.012,A为吸光度,c为硒浓度(ng/ml),相关系数r=0.999 4。测定20个试剂空白溶液的吸光度,按公式L=3Sb/S (Sb为空白溶液的标准偏差,S为回归直线的斜率,L为检出限),求得方法的检出限为0.19 ng/ml。
2.4 准确度与精密度对4份土壤样品进行分析,同时做加标回收率试验。样品6次平行测定的平均值分别为43.0,47.6,64.1,80.3 ng/g;相对标准偏差分别为3.7%,3.0%,3.5%,4.1%,6次平行测定的平均加标回收率分别为93.5%,99.0%,89.9%,99.93%。
3 小结结果表明,本法测定土壤中水溶性硒,检出限为0.19 ng/ml,线性范围为0.8~28.0 ng/ml,相对标准偏差为3.0%~4.1%,样品加标回收率为89.9%~99.3%。方法具有灵敏度高,选择性好,简便快速,试剂和样品用量少,精密度和准确度均较高等优点,有推广应用价值。
| [1] | 李永华, 王五一. 硒的土壤环境化学研究进展[J]. 土壤通报, 2002, 33(3) : 230–233. |
| [2] | 王光亚, 周瑞华, 孙淑庄. 生物样品、水及土壤中痕量硒的荧光测定法[J]. 营养学报, 1985, 7(10) : 39–40. |
| [3] | 李凭建. 血清硒的石墨炉原子吸收光谱法[J]. 中华预防医学杂志, 1993, 27(6) : 368–369. |
| [4] | 郝素娥, 滕冰. 硒酵母中硒含量测定方法的研究[J]. 理化检验:化学分册, 1999, 35(4) : 151. |
| [5] | 邹晓春, 李红华, 林春晓, 等. 氢化物发生原子吸收光谱法测定水中硒的研究[J]. 中国卫生检验杂志, 1999, 9(1) : 21–23. |
| [6] | 仇佩虹, 张华杰, 吴丽慧, 等. 流动注射氢化物发生电加热石英管原子吸收光谱法测定血清硒[J]. 理化检验:化学分册, 2001, 36(5) : 209–210. |
2009, Vol. 25
