一種測試土壤及污水中砷元素含量的化學(xué)制樣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及全反射X射線熒光光譜(TXRF)儀測試土壤及污水中砷元素含量的一種化學(xué)制樣方法，尤其適用于砷元素痕量分析。
【背景技術(shù)】
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[0002]我國自改革開放以來，經(jīng)濟高速、穩(wěn)步、持續(xù)增長，取得了舉世矚目的成就。與之相伴，環(huán)境保護的壓力也逐年加大，污染總體仍處于一個較高的水平。以水環(huán)境為例，目前，中國的水資源面臨著嚴重污染的威脅，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，嚴重的制約了經(jīng)濟的發(fā)展，危害了人類的健康。
[0003]人與自然和諧相處，是社會主義和諧社會的六個基本特征之一。對此，中央已將建設(shè)資源節(jié)約型社會和環(huán)境友好型社會的戰(zhàn)略任務(wù)列為^一五，，的重要目標(biāo)。在環(huán)境保護領(lǐng)域，中央和各級政府不斷加大投入，政策走向及市場需求對環(huán)境監(jiān)測儀器和設(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.對儀器精度和功能的要求越來越高，在保證儀器穩(wěn)定運行的前提下，要求便攜性更強，以滿足有關(guān)部門應(yīng)急檢測的要求。
[0005]2.對檢測樣品制樣方面的要求為:快速、精確制樣，以方便各類測試儀器快速、準確的測試出各種污染元素的含量值。
[0006]3.制樣及測試過程中的二次污染問題，要求制樣方法盡可能少的使用測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試精度高、攜帶方便等優(yōu)點目前正被現(xiàn)場應(yīng)急測試領(lǐng)域越來越廣泛的應(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樣品測試平臺的表面，消除原級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，提高檢出下限。其反射原理見附圖1。
[0009]基于上述的全反射原理，在TXRF測試制樣過程中，需保證樣品滴定在載樣平臺上為一層很薄的薄膜，表面不平整的樣品達不到全反射的效果，直接影響測試精度及檢出限。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0010]目前市場上應(yīng)用的TXRF儀器測試原理相同，都應(yīng)用了X射線的全反射原理，測試過程中，將樣品直接制成液體薄膜滴定于載樣片上烘干測試。測試過程中其本底噪聲以及相關(guān)干擾元素會給測試帶來相當(dāng)大的誤差。例如元素砷與鉛的重疊干擾現(xiàn)象就不易消除。
[0011]本發(fā)明針對上述情況，將所需被測元素砷利用萃取的方法，采用液--液分離，將含有被測元素砷的萃取液滴定制膜測試，完全消除砷與鉛的干擾。
[0012]一種全反射X射線熒光光譜儀測試土壤及污水中砷元素含量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0013]①.量取70mL的土壤消解液或污水水樣樣品，加入濃硝酸來調(diào)節(jié)樣品PH值參數(shù)，建立適宜萃取反應(yīng)發(fā)生的樣品環(huán)境，將加酸后的混合溶液搖勻后靜止待用；
[0014]②.萃取土壤消解液或污水水樣樣品中的砷元素；
[0015]③.使用全反射X射線熒光光譜儀測試消解液或污水水樣樣品中砷元素的含量。
[0016]作為優(yōu)選，所述步驟②萃取土壤消解液或污水水樣樣品中的砷元素具體包括以下步驟:
[0017]a.在步驟①中的混合溶液中加入1%濃度的高錳酸鉀溶液500μ L，充分搖勻，將混合溶液中的3價砷離子全部氧化為5價砷離子；
[0018]b.量取鑰酸銨溶液15mL滴入混合溶液中搖勻,使溶液中的5價砷元素與鑰酸銨反應(yīng)生成砷鑰絡(luò)離子；
[0019]c.加入萃取劑，震搖2分鐘，使萃取劑與混合溶液充分接觸，然后放在桌上靜止2分鐘，此時混合溶液將完成液-液分離，含有被測元素砷鑰絡(luò)離子的有機相萃取溶液浮于水相溶液上層，完成被測元素的富集。
[0020]作為優(yōu)選，所述步驟③具體包括如下步驟:
[0021]c.量取適量的有機相溶液滴在測試石英玻璃片上，將測試石英玻璃片置于恒溫裝置上進行恒溫制膜；
[0022]d.待滴膜干燥后將被測樣品放置全反射X射線熒光光譜樣品平臺上進行掃描測試。
[0023]作為優(yōu)選，所述萃取劑為異丁醇，加入量為10.5mL。
[0024]作為優(yōu)選，所述步驟C中的恒溫制膜的溫度為90°C。
[0025]作為優(yōu)選，所述步驟c中的測試石英玻璃片為全反射X射線熒光光譜儀專用測試石英玻璃片。
[0026]作為優(yōu)選,所述有機相溶液量取范圍在10?40 μ L。
【附圖說明】
[0027]圖1是TXRF儀器的測試原理與普通XRF儀器測試原理對比；
[0028]圖2是本發(fā)明實施方式步驟圖；
【具體實施方式】
[0029]圖2所示為本發(fā)明實施方式步驟圖:
[0030]具體實施步驟:
[0031]1、首先精確量取70mL的土壤消解液或污水水樣，導(dǎo)入10mL容量瓶中待用；
[0032]2、加入濃硝酸2.8mL,調(diào)整試劑環(huán)境，保證萃取反應(yīng)在適當(dāng)?shù)乃嵝詶l件下進行。將加Ife后的混合溶液搖勾后靜止待用；
[0033]3、將I %濃度的高錳酸鉀溶液500 μ L滴定至上述混合溶液中，充分搖勻，此時混合液呈紅色。加入高錳酸鉀溶液目的是將被測標(biāo)樣中的3價砷離子全部氧化為5價砷離子，與下面加入的鑰酸銨溶液生成砷鑰絡(luò)離子；
[0034]4、使用移液器準確量取鑰酸銨溶液15mL滴入容量瓶中搖勻，使容量瓶中的5價砷元素與鑰酸銨反應(yīng)生成砷鑰絡(luò)離子，以便進行萃取。
[0035]5、取異丁醇10.5mL滴入容量瓶，震搖2分鐘，使萃取劑與混合溶液充分接觸。然后將容量瓶正常放在桌面上靜止2分鐘，此時混合溶液將完成液一液分離，含有被測元素砷鑰絡(luò)離子的有機相萃取溶液浮于水相溶液上層，由于加入的異丁醇溶液僅為10.5mL，將70mL內(nèi)的被測元素完全萃取出來，這也完成了被測元素的富集作用。
[0036]6、使用移液槍吸取10?40 μ L的有機相溶液滴在測試石英玻璃片上，將全反射X射線熒光光譜儀專用測試石英玻璃片置于恒溫裝置上進行恒溫制膜，恒溫溫度為90°c ；
[0037]7、待滴膜干燥后將被測樣品放置TXRF樣品平臺上進行掃描測試。
[0038]本發(fā)明的一種測試土壤及污水中砷元素含量的化學(xué)制樣方法具有以下優(yōu)點:
[0039]1.本發(fā)明首次將萃取技術(shù)應(yīng)用于全反射X射線熒光儀的測試當(dāng)中。
[0040]2.本發(fā)明使用鑰酸銨、異丁醇的試劑萃取方法，使土壤消解液或其它水溶液樣品中的砷元素與其他基底元素分離開來，降低測試過程中其他元素的譜峰和背景干擾。
[0041]3.本發(fā)明使用異丁醇萃取液萃取試樣中的砷元素，可消除試樣中的鉛元素在測試過程中給砷元素測試帶來的干擾。
[0042]4.萃取后的樣品在異丁醇的作用下，分離為水相及有機相，使用移液槍提取有機相幾十μ L即可進行一次滴膜測試，達到制樣方便、防二次污染的效果。
[0043]5.本發(fā)明在萃取過程后使用液體富集制膜的方法，提高TXRF儀器砷元素的檢測下限。
[0044]6.實驗驗證測試，使用TXRF儀器測量土壤消解液及各類污水中砷元素含量最低檢出限可達到10個ppb。
[0045]7.本發(fā)明將所需被測元素砷利用萃取的方法，采用液一液分離，將含有被測元素砷的萃取液滴定制膜測試，完全消除砷與鉛的干擾。
[0046]這里公開的實施例是示例性的，其僅是為了對本發(fā)明進行解釋說明，而并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以預(yù)見的改良和擴展都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種全反射X射線熒光光譜儀測試土壤及污水中砷元素含量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:包括如下步驟: ①.量取70mL的土壤消解液或污水水樣樣品，加入濃硝酸來調(diào)節(jié)樣品PH值參數(shù)，建立適 宜萃取反應(yīng)發(fā)生的樣品環(huán)境，將加酸后的混合溶液搖勻后靜止待用； ②.萃取土壤消解液或污水水樣樣品中的砷元素； ③.使用全反射X射線熒光光譜儀測試消解液或污水水樣樣品中砷元素的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全反射X射線熒光光譜儀測試土壤及污水中砷元素含量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:所述步驟②萃取土壤消解液或污水水樣樣品中的砷元素具體包括以下步驟: a.在步驟①中的混合溶液中加入I%濃度的高錳酸鉀溶液500 μ L，充分搖勻，將混合溶液中的3價砷離子全部氧化為5價砷離子； b.量取鑰酸銨溶液15mL滴入混合溶液中搖勻,使溶液中的5價砷元素與鑰酸銨反應(yīng)生成砷鑰絡(luò)離子； c.加入萃取劑，震搖2分鐘，使萃取劑與混合溶液充分接觸，然后放在桌上靜止2分鐘，此時混合溶液將完成液-液分離，含有被測元素砷鑰絡(luò)離子的有機相萃取溶液浮于水相溶液上層，完成被測元素的富集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全反射X射線熒光光譜儀測試土壤及污水中砷元素含量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:所述步驟③具體包括如下步驟: a.量取適量的有機相溶液滴在測試石英玻璃片上，將測試石英玻璃片置于恒溫裝置上進行恒溫制膜； b.待滴膜干燥后將被測樣品放置全反射X射線熒光光譜樣品平臺上進行掃描測試。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全反射X射線熒光光譜儀測試土壤及污水中砷元素含量的化學(xué)制樣方法，其特征在于:所述萃取劑為異丁醇，加入量為10.5mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全反射X射線熒光光譜儀測試土壤及污水中砷元素含量的化學(xué)制樣方法，其特征在于: 所述步驟a中的恒溫制膜的溫度為90°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全反射X射線熒光光譜儀測試土壤及污水中砷元素含量的化學(xué)制樣方法，其特征在于: 所述步驟a中的測試石英玻璃片為全反射X射線熒光光譜儀專用測試石英玻璃片。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全反射X射線熒光光譜儀測試土壤及污水中砷元素含量的化學(xué)制樣方法，其特征在于: 所述有機相溶液量取范圍在10?40 μ L0
【專利摘要】一種全反射X射線熒光光譜儀測試土壤及污水中砷元素含量的化學(xué)制樣方法，包括如下步驟：首先量取70mL的土壤消解液或污水水樣樣品，加入濃硝酸來調(diào)節(jié)樣品PH值參數(shù)，建立適宜萃取反應(yīng)發(fā)生的樣品環(huán)境，將加酸后的混合溶液搖勻后靜止待用；其次萃取土壤消解液或污水水樣樣品中的砷元素；最后使用全反射X射線熒光光譜儀測試消解液或污水水樣樣品中砷元素的含量；實驗驗證測試，使用全反射X射線熒光光譜儀測量土壤消解液及各類污水中砷元素含量最低檢出限可達到10個ppb；本發(fā)明首次將萃取技術(shù)應(yīng)用于全反射X射線熒光儀的測試當(dāng)中。
【IPC分類】G01N23-223
【公開號】CN104764762
【申請?zhí)枴緾N201410000497
【發(fā)明人】劉宇兵, 石平, 徐劍飛, 王業(yè)耀, 楊凱
【申請人】廣州市怡文環(huán)境科技股份有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年1月2日