肥料中微量元素检测方案(ICP-AES)

Copyright @2017， PerkinElmer， Inc. All rights reserved. PerkinElmer@is a registered trademark of PerkinElmer， Inc. All other trademarks are the property of their respective owners.013273_CHN_01 PKI 引言 肥料产业是国家农业部门的关键行业，其主要作用在于提高农作物生产力。肥料中相关主要元素分为四大类： 主要营养素、次要营养素、微量营养素和微量元素。表1列举了各个类别的代表性元素。 目前化肥广泛应用于农业，这造成化肥的需求量急剧攀升，但也因此导致了部分劣质化肥的出现。分析和监测主要营养素、次要营养素和微量元素十分必要，可以确保肥料品质符合各地区法规。表2列出了泰国农业部对肥料中特定元素的规定水平。虽然测量肥料中微量元素的方法不止一种，但从成本效益、简易性、稳定性和准确性综合来看， ICP-OES 是最佳选择，，它的动态范围尤其适用于肥料样品预期的元素浓度。 表1.肥料中的元素分类 等级 元素 主要营养素 N，P，K 次要营养素 Ca， Mg， Fe， Mn， Cu， Zn， Mo， B，S 微量营养素 Al， Co， V， Se， Ni 微量元素 As， Cd， Cr， Pb 表2.泰国相关法规对肥料中元素的要求 元素 规定浓度(mg/kg) As 50 Cd 5 Cr 300 Pb 500 本文通过分析参考物质，考察了 AvioTM 200 ICP-OES 对泰国相关法规对肥料中元素的要求的适用性。 实验条件 样品和样品制备 我们使用了两种参考物质验证该方法： NIST 695 多营养素肥料中的微量元素标准样品和摩洛哥磷矿中的 BCR-032 微量元素标准样品。之所以选择第二种参考物质，因为其高磷酸盐浓度与肥料中常见的磷浓度类似。 我们采用 Titan@ MPS微波消解系统通过微波消解法制备所有的样品。向每个容器里添加0.15g样品，然后添加6mL浓缩硝酸和2mL浓缩盐酸。容器不加盖静置10分钟，使前期反应完全。然后盖上容器的盖子，放置于Titan 之中，按照表3所示的程序进行消解。消解之后将样品转移多100mL 的容量瓶中，用去离子水稀释至100 mL用于分析。 仪器参数 按照表4所示的参数利用 Avio 200 分析所有的样品，分析采用标准进样系统。Avio 平板等离子体技术的最大优势就是总共只需使用 9 L/min 的氩气，再结合垂直炬管即可提升分析高基质样品的能力。所使用的元素和波长列于表5。将所有定量测量结果与用0.05、0.1、1、2和5ppm标准溶液配制的外部校准曲线对照。 表3. Titan MPS 温度程序 温度程序 步骤 目标温度 压力限值 升温时间 保温时间 功率 (℃) (巴) (分钟) (分钟) (%) 1 160 30 5 5 90 2 180 35 2 30 100 3 50 35 1 15 0 4 - - 一 表 4. Avio 200 ICP-OES 所采用的仪器参数和进样系统 参数 数值 雾化器/雾室 Meinhard/旋流雾室 中心管 氧化铝中心管，2.0mm 读取时间 1秒(最低)-2秒(最高) 等离子体气 8L/分钟 辅助气 0.2L/分钟 雾化气 0.7L/分钟 射频功率 1400W 观测方向 轴向 表5.元素和波长 元素 波长 (nm) 观测方向 石(As) 188.979 轴向 铅(Pb) 220.353 轴向 钴(Co) 228.616 轴向 镉(Cd) 228.802 轴向 镍(Ni) 231.604 轴向 铬 (Cr) 267.716 轴向 图1.所有元素的校准曲线 结果 校准曲线如图1所示，所有元素的相关系数均大于0.9999。通过测量参考物质评估该方法的准确性， NIST695和BCR-032物考物质的结果分别列于表6和表7，所有回收率均介于认证值的±10%以内，证明了该方法的准确性。 通过分析基体空白测定该方法的检出出(DL)，所用试剂与实际样品完全相同。10次空白测量结果的标准偏差乘以3即为检出限，如表8所示。 表 6. SRM 695 的检测结果 表7.CRM BCR-032 的检测结果 元素 认证值 Avio 200 测定值 %回收率 (mg/kg) (mg/kg) As 200 211 107 Pb 273 295 108 Co 65.3 62.9 96 Cd 16.9 18.0 107 Ni 135 139 103 Cr 244 243 100 元素 认证值 Avio 200 测定值 %回收率 (mg/kg) (mg/kg) As 9.5

实验条件样品和样品制备我们使用了两种参考物质验证该方法：NIST 695 多营养素肥料中的微量元素标准样品和摩洛哥磷矿中的BCR-032 微量元素标准样品。之所以选择第二种参考物质，因为其高磷酸盐浓度与肥料中常见的磷浓度类似。我们采用Titan® MPS 微波消解系统通过微波消解法制备所有的样品。向每个容器里添加0.15 g 样品，然后添加6 mL 浓缩硝酸和2 mL 浓缩盐酸。容器不加盖静置10分钟，使前期反应完全。然后盖上容器的盖子，放置于Titan 之中，按照表3 所示的程序进行消解。消解之后将样品转移到100 mL 的容量瓶中，用去离子水稀释至100 mL 用于分析。仪器参数按照表4 所示的参数利用Avio 200 分析所有的样品，分析采用标准进样系统。Avio 平板等离子体技术的最大优势就是总共只需使用9 L/min 的氩气，再结合垂直炬管即可提升分析高基质样品的能力。所使用的元素和波长列于表5。将所有定量测量结果与用0.05、0.1、1、2和5ppm 标准溶液配制的外部校准曲线对照。