一種測(cè)試土壤及污水中鉻元素痕量的化學(xué)制樣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水質(zhì)及土壤監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種全反射X射線熒光光譜(TXRF)儀測(cè)試土壤及污水中鉻元素含量的一種化學(xué)制樣方法，尤其適用于鉻元素痕量分析。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，經(jīng)濟(jì)高速、穩(wěn)步、持續(xù)增長(zhǎng)，取得了舉世矚目的成就。與之相伴，環(huán)境保護(hù)的壓力也逐年加大，污染總體仍處于一個(gè)較高的水平。以水環(huán)境為例，目前，中國(guó)的水資源面臨著嚴(yán)重污染的威脅，工業(yè)廢水和城鄉(xiāng)生活污水向江河湖海以及土壤中大量排放，使得地面水和地下水水質(zhì)日趨惡化，更加劇了水資源的緊張狀況，嚴(yán)重的制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，危害了人類的健康。
[0003]人與自然和諧相處，是社會(huì)主義和諧社會(huì)的六個(gè)基本特征之一。對(duì)此，中央已將建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)和環(huán)境友好型社會(huì)的戰(zhàn)略任務(wù)列為“十一五”的重要目標(biāo)。在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，中央和各級(jí)政府不斷加大投入，政策走向及市場(chǎng)需求對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器和設(shè)備也提出了一系列新的要求，這些要求主要表現(xiàn)為:
[0004]1.對(duì)儀器精度和功能的要求越來(lái)越高，在保證儀器穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，要求便攜性更強(qiáng)，以滿足有關(guān)部門(mén)應(yīng)急檢測(cè)的要求。
[0005]2.對(duì)檢測(cè)樣品制樣方面的要求為:快速、精確制樣，以方便各類測(cè)試儀器快速、準(zhǔn)確的測(cè)試出各種污染元素的含量值。
[0006]3.制樣及測(cè)試過(guò)程中的二次污染問(wèn)題，要求制樣方法盡可能少的使用測(cè)試樣品及可能造成環(huán)境二次污染的化學(xué)試劑。
[0007]TXRF全反射X射線熒光光譜儀以測(cè)試精度高、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)目前正被現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急測(cè)試領(lǐng)域越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
[0008]TXRF儀器的激發(fā)原理與普通XRF儀器的激發(fā)原理不同，其要求X射線在空氣中或真空中以低于臨界角的角度掠射過(guò)樣品測(cè)試平臺(tái)的表面，消除原級(jí)X射線在反射體上相干或不相干的散射現(xiàn)象，使散射本底降低，降低檢出下限。其反射原理見(jiàn)附圖1。
[0009]基于上述的全反射原理，在TXRF測(cè)試制樣過(guò)程中，需保證樣品滴定在載樣平臺(tái)上為一層很薄的薄膜，表面不平整的樣品達(dá)不到全反射的效果，直接影響測(cè)試精度及檢出限。
[0010]目前市場(chǎng)上應(yīng)用的TXRF儀器測(cè)試原理相同，都應(yīng)用了X射線的全反射原理，測(cè)試過(guò)程中，將樣品直接制成液體薄膜滴定于載樣片上烘干測(cè)試。測(cè)試過(guò)程中其本底噪聲以及相關(guān)干擾元素會(huì)給測(cè)試帶來(lái)相當(dāng)大的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，將所需被測(cè)元素鉻利用萃取的方法，采用液--液分離，將含有被測(cè)元素鉻的萃取液滴定制膜測(cè)試，完全消除元素間的干擾。
[0012]一種測(cè)試土壤及污水中鉻元素痕量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:包括以下步驟，
[0013]a.量取80ml_90ml的土壤消解液或污水試樣，導(dǎo)入容量瓶中待用；
[0014]b.在容量瓶中加入酸性溶液，建立酸性條件下的試劑環(huán)境；
[0015]c.在上述混合液中加入濃度為1%的500μ L的高錳酸鉀溶液，充分搖均，將被測(cè)土壤消解液或污水中的3價(jià)鉻離子全部氧化為6價(jià)鉻離子；
[0016]d.將的萃取劑加入容量瓶中，充分震搖，使萃取劑與混合液充分接觸；
[0017]e.加入8ml_10ml的鹽酸并搖均，使容量瓶中的6價(jià)鉻元素與鹽酸反應(yīng)生成含鉻絡(luò)合物，并在反應(yīng)中被萃取劑萃取，然后繼續(xù)震搖2分鐘，使萃取劑與水溶解充分接觸；
[0018]f.將容量瓶正常放在桌面上靜止2分鐘，此時(shí)混合溶液完成液-液分離，含有被測(cè)元素鉻離子的有機(jī)相萃取溶液浮于水相溶液上層，土壤消解液或污水試樣中的鉻元素完全萃取出來(lái)，完成了鉻元素的富集；
[0019]g.將TXRF測(cè)試用的石英玻璃片置于恒溫裝置上，量取一定量的鉻離子有機(jī)相溶液滴在石英玻璃片上進(jìn)行恒溫滴定制膜；
[0020]h.待滴膜干燥后將滴定制膜放置在TXRF樣品平臺(tái)上進(jìn)行掃描測(cè)試。
[0021]作為優(yōu)選，所述步驟b中加入的酸性溶液為濃硝酸，所述加入濃硝酸的含量為lml-3ml0
[0022]作為優(yōu)選，為了保證萃取完全，在所述步驟c和所述步驟d之間，還包括以下步驟，將加有高錳酸鉀溶液的混合液混合均勻并靜止1分鐘后，導(dǎo)入廣口燒杯中，在恒溫加熱平臺(tái)上加熱至沸騰并保持3分鐘，使混合液體中的3價(jià)鉻離子更加完全充分的氧化為6價(jià)鉻離子。
[0023]作為優(yōu)選，所述步驟d中的萃取劑為甲基異丁基甲酮。
[0024]作為優(yōu)選，所述萃取劑的加入量為2.2ml。
[0025]作為優(yōu)選，所述步驟g中量取10 μ L-40 μ L的鉻離子有機(jī)相溶液滴在石英玻璃片上進(jìn)行恒溫滴定制膜。
[0026]作為優(yōu)選，所述步驟g中恒溫滴定制膜的溫度為90度。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)；
[0028]1.首次將萃取技術(shù)應(yīng)用于全反射X射線熒光儀的測(cè)試當(dāng)中。
[0029]2.本發(fā)明使用MIBK(甲基異丁基甲酮)的試劑萃取方法，使土壤消解液或其它水溶液樣品中的鉻元素與其他基底元素分離開(kāi)來(lái)，降低測(cè)試過(guò)程中其他元素的譜峰和背景干擾。
[0030]3.萃取后的樣品在MIBK(甲基異丁基甲酮)的作用下，分離為水相及有機(jī)相，使用移液槍提取有機(jī)相幾十μ L即可進(jìn)行一次滴膜測(cè)試，達(dá)到制樣方便、防二次污染的效果。
[0031]4.在萃取過(guò)程后使用液體富集制膜的方法，降低TXRF儀器鉻元素的檢測(cè)下限。
[0032]5.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證測(cè)試，使用TXRF儀器測(cè)量土壤消解液及各類污水中鉻元素含量檢出限可達(dá)到5個(gè)ppb以下。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1所示為T(mén)XRF儀器中X射線反射原理圖；
[0034]圖2所示為本發(fā)明測(cè)試流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]如圖2所示，一種用TXRF儀器測(cè)試土壤及污水中鉻元素痕量的測(cè)試方法，包括以下步驟:
[0036]a.首先量取80ml_90ml的土壤消解液或污水試樣，導(dǎo)入容量瓶中待用；
[0037]b.加入濃硝酸lml_3ml，調(diào)整試劑環(huán)境，保證萃取反應(yīng)在適當(dāng)?shù)乃嵝詶l件下進(jìn)行；將加fe后的混合?谷液搖勾后靜止待用；
[0038]c.將1%濃度的高錳酸鉀溶液500μ 1滴定至上述混合溶液中，充分搖勻，此時(shí)混合液呈紅色。加入高錳酸鉀溶液目的是將被測(cè)土壤消解液或污水中中的3價(jià)鉻離子全部氧化為6價(jià)鉻離子，供ΜΙΒΚ進(jìn)行萃??；
[0039]d.取MIBK(甲基異丁基甲酮)加入容量瓶中，充分震搖，使萃取劑與混合溶液充分接觸，加入MIBK的優(yōu)選含量為2.2ml ；
[0040]e.量取鹽酸8ml_10ml滴入容量瓶中搖勻，使容量瓶中的6價(jià)鉻元素與鹽酸反應(yīng)生成含鉻絡(luò)和物，并在反應(yīng)過(guò)程中被MIBK萃取，然后繼續(xù)震搖2分鐘，使MIBK與水溶解充分接觸；
[0041 ] f.然后將容量瓶正常放在桌面上靜止2分鐘，此時(shí)混合溶液將完成液一液分離，含有被測(cè)元素鉻離子的有機(jī)相萃取溶液浮于水相溶液上層，土壤消解液或污水試樣中的鉻元素完全萃取出來(lái)，完成了鉻元素的富集；
[0042]g.將TXRF測(cè)試用的石英玻璃片置于恒溫裝置上，吸取10 μ 1-40 μ 1的鉻離子有機(jī)相溶液滴在石英玻璃片上進(jìn)行90°C恒溫滴定制膜；
[0043]h.待滴膜干燥后將滴定制膜放置TXRF樣品平臺(tái)上進(jìn)行掃描測(cè)試。
[0044]作為優(yōu)選步驟，為了保證萃取完全，在上述步驟c和步驟d之間還包括以下步驟，將加有高錳酸鉀溶液的混合液混合均勻并靜止lmin后，導(dǎo)入廣口燒杯中，在恒溫加熱平臺(tái)上加熱至沸騰并保持3min后冷卻至室溫，經(jīng)過(guò)加熱，使被測(cè)樣品中的3價(jià)鉻離子更加完全充分的氧化為6價(jià)鉻離子，保證萃取完全。
[0045]這里公開(kāi)的實(shí)施例是示例性的，其僅是為了對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋說(shuō)明，而并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以預(yù)見(jiàn)的改良和擴(kuò)展都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測(cè)試土壤及污水中鉻元素痕量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:包括以下步驟， a.量取80ml-90ml的土壤消解液或污水試樣，導(dǎo)入容量瓶中待用； b.在容量瓶中加入酸性溶液，建立酸性條件下的試劑環(huán)境； c.在容量瓶加入濃度為1%的500 μ L的高錳酸鉀溶液，充分搖均，將被測(cè)土壤消解液或污水中的3價(jià)鉻離子全部氧化為6價(jià)鉻離子； d.將的萃取劑加入容量瓶中，充分震搖，使萃取劑與混合液充分接觸； e.加入8ml-10ml的鹽酸并搖均，使容量瓶中的6價(jià)鉻元素與鹽酸反應(yīng)生成含鉻絡(luò)合物，并在反應(yīng)中被萃取劑萃取，然后繼續(xù)震搖2分鐘，使萃取劑與水溶解充分接觸； f.將容量瓶正常放在桌面上靜止2分鐘，此時(shí)混合溶液完成液-液分離，含有被測(cè)元素鉻離子的有機(jī)相萃取溶液浮于水相溶液上層，土壤消解液或污水試樣中的鉻元素完全萃取出來(lái)，完成了鉻元素的富集； g.將TXRF測(cè)試用的石英玻璃片置于恒溫裝置上，吸取一定量的鉻離子有機(jī)相萃取溶液滴在石英玻璃片上進(jìn)行恒溫滴定制膜； h.待滴膜干燥后將滴定制膜放置在TXRF樣品平臺(tái)上進(jìn)行掃描測(cè)試。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試土壤及污水中鉻元素痕量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:所述步驟b中加入的酸性溶液為濃硝酸，所述加入濃硝酸的含量為lml-3ml。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試土壤及污水中鉻元素痕量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:為了保證萃取完全，在所述步驟c和所述步驟d之間，還包括以下步驟，將加有高錳酸鉀溶液的混合液混合均勻并靜止1分鐘后，導(dǎo)入廣口燒杯中，在恒溫加熱平臺(tái)上加熱至沸騰并保持3分鐘，使混合液體中的3價(jià)鉻離子更加完全充分的氧化為6價(jià)鉻離子。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試土壤及污水中鉻元素痕量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:所述步驟d中的萃取劑為甲基異丁基甲酮。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的測(cè)試土壤及污水中鉻元素痕量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:所述萃取劑的加入量為2.2ml。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試土壤及污水中鉻元素痕量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:所述步驟g中量取10 μ L-40 μ L的鉻離子有機(jī)相溶液滴在石英玻璃片上進(jìn)行恒溫滴定制膜。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試土壤及污水中鉻元素痕量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:所述步驟g中恒溫滴定制膜的溫度為90度。
【專利摘要】一種用TXRF儀器測(cè)試土壤及污水中鉻元素痕量的測(cè)試方法，包括以下步驟：量取土壤消解液或污水試樣，加酸，建立酸性條件的試劑環(huán)境，加入高錳酸鉀溶液將3價(jià)鉻離子氧化為6價(jià)鉻離子，依次加入萃取劑和鹽酸對(duì)鉻離子進(jìn)行萃取，將萃取出來(lái)的鉻離子有機(jī)相溶液滴在石英玻璃上進(jìn)行恒溫滴定制膜，將干燥后的滴定制膜置于TXRF樣品平臺(tái)上進(jìn)行掃描測(cè)試；本發(fā)明首次將萃取技術(shù)應(yīng)用于全反射X射線熒光儀的測(cè)試當(dāng)中，使用MIBK(甲基異丁基甲酮)的試劑萃取方法，使土壤消解液或其它水溶液樣品中的鉻元素與其他基底元素分離開(kāi)來(lái)，降低測(cè)試過(guò)程中其他元素的譜峰和背景干擾。
【IPC分類】G01N1/28
【公開(kāi)號(hào)】CN105466738
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410428077
【發(fā)明人】劉宇兵, 石平, 徐劍飛
【申請(qǐng)人】廣州市怡文環(huán)境科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2014年8月26日