原子吸收光谱分析是基于从光源射出具有待测元素特征谱线的光,通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收,根据辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素含量的方法。理论和实践表明,锐线光源辐射的共振线强度被吸收的程度与待测元素吸收辐射的原子总数成正比,在一定的实验条件和一定的浓度范围内,吸光度与被测元素的浓度服从比耳定律。因此,测定吸光度就可求出待测元素的浓度。
党ZY、国务院对指导农民科学施肥工作非常重视,把推广测土配方施肥技术写入ZY的一号文件。2005年农业部启动全国测土配方施肥行动计划,通过测土配方施肥,本着作物缺什么补什么、缺多少补多少的原则,制定科学合理的施肥方案。2006年春青海省的测土配方施肥项目陆续启动,至2010年各项目县、市已建成测土实验室并开展工作,至今全省28个县、市已全面展开测土配方施肥工作。按照项目要求,除测定土壤、植物中大量元素外,铜、铁、锰、锌、硼、硫等中微量元素也是必测项目,目的是为下一步开展耕地质量评价提供科学依据。利用原子吸收分光光度计测定土壤植物中微量元素,是农化分析必备的条件和手段,也是不可缺少的分析仪器[2-5]。现将原子吸收光谱技术在土壤农化分析中的应用作一阐述。
1.1火焰法
1.2石墨炉法
1.3氢化物法
2原子吸收光谱技术的选择
3干扰及消除方法
试样中共存元素的吸收线如果与待测元素的分析线非常接近,则共存元素也能吸收此辐射,它们的波长差甚小,光量子能量接近。遇有此种情况,必须另选其他波长的分析线。
一是在空气―乙炔火焰中,CaOH在540~620 mm有1个吸收带干扰这一波长范围的测定。此时除了另选原子化方法和避开分子吸收波带外,还可用扣除背景的方法校正。其常用方法是用空心阴极灯和氘灯交替通过光路,从时间上将各自的信号分开读出,用氘灯在130~350 mm的波长范围进行背景校正。二是火焰气体中存在的OH、CH、CO等分子基团产生吸收,分析线波长较短时,火焰背景吸收比较严重,火焰背景吸收可用零点扣除方法解决。
碱金属与碱土金属电离能较低,易于电离,电离后离子不再吸收特定波长的辐射,因而产生误差。采用较低温度的火焰可以降低电离的程度,也可加入氯化锂、氯化镧等电离缓冲剂。
消除化学干扰,可以加如下试剂:一是释放剂。释放剂是一种金属盐,能与干扰组分生成更稳定的络合物,从而使待测定元素释放出来。二是络合剂。保护络合剂与待测定元素形成稳定络合物,不与干扰组分结合。三是缓冲剂。在标准溶液或试液中加入同样过量的含干扰物质的试剂――缓冲剂,使吸光度受到同样的影响,从而抵消干扰[11]。
如果标准溶液和试液的黏度、表面张力等物理性能不一,则火焰原子化器喷雾时雾化效率不一致,喷雾速度也不一致,而且由于雾滴大小的差别,溶剂蒸发和溶质挥发的速度也受到影响。因此,在原子吸收光谱测定中,应尽量使试液与标准溶液的物理性质保持一致。
4ZJ分析条件的选择
5样品预处理及测定
土壤全量(即总量)成分的测定,一般需要事先通过熔融或消化来破坏土壤的矿物晶格,把待测成分转移到溶液中。全量分析待测液制备方法,一般采用碱溶或酸溶2个系统,碱溶系统有碳酸钠法、碳酸钾法和氢氧化钠法等。酸溶系统包括氢氟酸―硫酸法和氢氟酸―高氯酸法等。碱溶系统比较完全,尤以碳酸钠法ZJ。酸溶法操作简单,其待测溶液适于原子吸收光谱分析,用HF―HNO3―HClO4消煮土壤试样,HF破坏了硅酸盐的晶格,形成SiF4,并挥发掉,从而消除了土壤中硅对被测定元素的干扰;土样消煮完全后,用1∶1的HNO3溶液溶解,制成待测液可直接用火焰原子吸收法同时测定钙、镁、铁、锰、铜、锌等元素[12-14]。
土壤提取液中的钾、钠、钙、镁、铁、锰、铜、锌等均可把提取液直接或加入释放剂后喷入空气―乙炔火焰测定,浓度过高时则稀释后测定。有效态铁、锰、铜、锌的测定可用多元素一次性浸提剂提取,用pH值7.3的DTPA(二乙三胺五乙酸)―CaCl2―TEA(三乙醇胺)浸提剂,提取石灰性或中性土壤中的有效态铁、锰、铜、锌元素。浸提液经过滤后直接在空气―乙炔焰中进行测定。
植物样品待测液一般用干灰化法和湿灰化法来制备,目前普遍采用湿灰化法制备样品,其原因是方法比较简单、快速,适用于大量样品的分析。湿灰化法由于利用三酸(HNO3∶HClO4∶H2SO4=8∶1∶1)消化,能将矿质成分比较完全地提取到溶液中来,其缺点是干扰因子较多,但可以设法加以消除。植物样品待测液中钾、钠、钙、镁、铁、锰、铜、锌等元素均可以在适当稀释后,直接在空气―乙炔焰中进行测定