一种同时测定土壤中碘含量和溴含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种同时测定土壤中碘含量和溴含量的方法，具体是将样品与碳酸钠混匀后再用碳酸钠覆盖，之后进行高温熔样；熔样所得内容物用水溶解其中的白色物质，之后加水定容至一定体积，静置后取上清液加入或不加入抗氧化剂，再加入阳离子交换树脂，摇匀，加水稀释，摇匀后取该溶液作为待测溶液；用ICP‑MS测定空白溶液和待测溶液，根据碘和溴的工作曲线，分别得到空白溶液及待测溶液中碘和溴的质量浓度，再按公式换成样品中的碘和溴含量。本发明专利技术所述方法采用单一熔样试剂，使试剂空白可控，进而使测定结果更有效可靠；而且本发明专利技术所述方法具有高精密度和准确度，检出限更低，线性范围宽，满足批量土壤样品中碘和溴的同时检测需要。

A method for simultaneous determination of iodine and bromine in soil

【技术实现步骤摘要】
一种同时测定土壤中碘含量和溴含量的方法
本专利技术涉及土壤中微量元素的测定方法，具体涉及一种同时测定土壤中碘含量和溴含量的方法。
技术介绍
碘是人类和动物必需的微量元素之一，在自然界的分布较广，但含量很低，属于痕量元素。研究表明碘对人体的作用具有双向性，碘缺乏可导致一系列生理紊乱及生物功能异常，影响生长发育，引发一系列疾病，特别是甲状腺疾病；而过多的摄入碘，则会导致高碘性地甲病。土壤中碘元素含量较高时，会对植物产生毒害作用，例如水稻种植土壤液中碘的增加会引发水稻患上特殊的赤枯病。溴广泛存在于卤盐和海水中，是一种有益于人体健康的微量元素，它对人体的中枢神经系统和大脑皮层的高级神经活动具有抑制和调节作用。但长期吸入或长期大量服用可导致溴蓄积中毒，表现为粘膜刺激症状，还伴有神经活动障碍症状。此外碘和溴元素在石油和金属的成矿过程中起到淋滤和沉淀的作用，是典型的矿化剂元素，它们能与许多金属元素形成易溶的化合物或配合物，有利于金属元素的活化迁移，富集成矿，在地质上是找矿的重要指标。因此，对土壤中碘和溴元素进行分析测定，不但能掌握卤族元素在农业生产及环境污染中的行为，预测环境污染的可能性，还可以了解和认识卤族元素在土壤、岩石、水系沉积物中的含量、分布、化学反应和转化，对于矿产资源的勘察有重要意义。由于碘和溴都具有较强的化学活性，在不同介质和条件下形态复杂，在土壤中一般以化合物的形式存在，并且含量均为微量级。目前测定土壤中碘的主要方法有：分光光度法，艾斯卡试剂半熔-电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)，电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)/离子色谱法，NaOH/Na2O2熔融-电感耦合等离子体质谱法等。其中，分光光度法灵敏度低，不利于微量元素的测定。而以艾斯卡试剂为熔剂的方法中的艾斯卡试剂是将Na2CO3和ZnO以3：2的比例混合，经实验发现，由于两种粉末试剂颗粒大小不一，即使研磨处理也难做到完全混匀，使得熔样效果不稳定且试剂空白不均，导致测定结果偏差较大。NaOH/Na2O2熔融-电感耦合等离子体质谱法易腐蚀容器，熔融状态下样品易飞溅，且空白值较高。对于土壤中溴的测定，目前的主要方法是离子色谱法，但是离子色谱法操作过程繁琐，测定耗时较长。虽然溴和碘都可用艾斯卡试剂半熔-离子色谱法测定，但溴和碘使用的是不同的检测器按先后顺序检出，并不能同时测定。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种仅用碳酸钠半熔土壤样品，结合ICP-MS能够同时测定土壤中碘含量和溴含量的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种同时测定土壤中碘含量和溴含量的方法，包括以下步骤：1)获得样品；2)样品前处理：2.1)取样品和碳酸钠混合均匀，所得混合物置于器皿中，在混合物上覆盖一层碳酸钠，之后置于700-750℃条件下保温处理20-40min，取出，冷却；其中，与样品混合的碳酸钠的用量按每0.3-0.5g样品加入1.0-1.5g碳酸钠为基准计算；2.2)将器皿中的内容物转移至第一容器中，用水冲洗器皿直至器皿中所有内容物均转移至第一容器中，将第一容器置于加热条件下使容器中的白色物质完全溶解，冷却，然后将第一容器中的所有物料转移至能够定容的第二容器中，加水定容至一定体积，该体积记为定容体积，之后摇匀静置；2.3)待第二容器中的溶液澄清后，移取一定体积的上清液置于第三容器中，加入或不加入抗氧化剂，之后再加入阳离子交换树脂，振荡摇匀，然后再向其中加入一定量的水，所述水的加入体积与前述移取的上清液体积成一定倍数关系，该倍数记为稀释倍数；再次振荡摇匀，之后取第三容器中的溶液作为待测溶液；其中，所述阳离子交换树脂的加入量按每5mL上清液加入5.0-8.0g阳离子交换树脂为基准计算；3)获得空白溶液；4)绘制碘的工作曲线和溴的工作曲线：5)待测溶液中碘和溴含量的测定：用电感耦合等离子体质谱仪依次测定空白溶液和待测溶液，根据碘的工作曲线和溴的工作曲线，分别得到空白溶液中碘的质量浓度和溴的质量浓度，以及待测溶液中碘的质量浓度和溴的质量浓度；6)样品中碘含量和溴含量的计算：按下述公式计算样品中的碘含量和溴含量：其中：ωx表示样品中碘的含量或溴的含量，单位为μg/g；ρx表示用ICP-MS测得的待测溶液中碘的质量浓度或溴的质量浓度，单位为μg/L；ρ0表示用ICP-MS测得的空白溶液中碘的质量浓度或溴的质量浓度，单位为μg/L；m表示所称样品的质量，单位为g；f表示测定溶液的稀释倍数。V表示样品溶液的定容体积，L。本专利技术所述方法中，所述的样品是指土壤样品，所述的水为超纯水。上述方法中，样品可按现有常规方法来获得，具体可按以下方法进行制备：收集土样，在干燥通风并且无酸、碱气体和灰尘等污染物的风干室内风干，当土样的含水率在≤10％时，将大块土壤碾碎(防止完全干后样品结块)，并挑拣出非土壤部分(如动植物残体、石块和结核等)，之后进行粉碎，过200目筛，收集筛下物即得到样品。上述方法的步骤2.1)中，需要将碳酸钠粉碎至≤200目，通常是粉碎至200-300目。用于盛装样品和碳酸钠混合后所得混合物的器皿通常为坩埚。在覆盖样品和碳酸钠混合后所得的混合物时，碳酸钠的用量通常为能够全部覆盖器皿内的物料即可，根据申请人的经验，当0.3-0.5g的样品与1.0-1.5g的碳酸钠混合所得的混合物，采用0.7-0.9g的碳酸钠进行覆盖即可达到较好的覆盖效果。通过步骤2.1)的处理，使样品中的碘和溴分别转化为碘酸根和溴酸根。上述方法的步骤2.2)中，优选是用热水来冲洗器皿，更优选是用60-80℃的水冲洗器皿。冲洗的水及器皿中的所有内容物均需要转移至第一容器中。上述方法的步骤2.3)中，所述抗氧化剂的选择与现有技术相同，优选为柠檬酸溶液和/或抗坏血酸溶液，所述柠檬酸溶液或抗坏血酸溶液的浓度均为0.01-0.03g/mL，在前述限定浓度下，柠檬酸溶液或抗坏血酸溶液的加入量可以按每5mL上清液加入1-2滴柠檬酸溶液或抗坏血酸溶液来计算。上述方法的步骤2.3)中，所述的阳离子交换树脂优选为732型阳离子交换树脂。该步骤中，所述的阳离子交换树脂在用之前经过稀硫酸处理，具体的处理步骤为：将阳离子交换树脂置于浓度为1.5-3.0mol/L的稀硫酸中浸泡≥1h(优选为1.5-3h)，取出，用水清洗至中性即可。上述方法的步骤2.3)中，每次振荡的时间优选为5-15min。上述方法的步骤4)和5)中，在用电感耦合等离子体质谱仪进行测定混合标准溶液、空白溶液或待测溶液时，均以185Re为内标元素，而碘的测量同位素为127I，溴的测量同位素为79Br。在整个测定过程中需要在线加入内标溶液，所述内标溶液为2-10μg/L的Re标准溶液，优选为5μg/L的Re标准溶液。上述方法的步骤4)中，采用现有常规方法绘制碘的工作曲线和溴的工作曲线，具体的，将碘单质标准溶液和溴单质标准溶液用水配置成多份浓度不同的混合标准本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同时测定土壤中碘含量和溴含量的方法，包括以下步骤：/n1)获得样品；/n2)样品前处理：/n2.1)取样品和碳酸钠混合均匀，所得混合物置于器皿中，在混合物上覆盖一层碳酸钠，之后置于700-750℃条件下保温处理20-40min，取出，冷却；其中，与样品混合的碳酸钠的用量按每0.3-0.5g样品加入1.0-1.5g碳酸钠为基准计算；/n2.2)将器皿中的内容物转移至第一容器中，用水冲洗器皿直至器皿中所有内容物均转移至第一容器中，将第一容器置于加热条件下使容器中的白色物质完全溶解，冷却，然后将第一容器中的所有物料转移至能够定容的第二容器中，加水定容至一定体积，该体积记为定容体积，之后摇匀静置；/n2.3)待第二容器中的溶液澄清后，移取一定体积的上清液置于第三容器中，加入或不加入抗氧化剂，之后再加入阳离子交换树脂，振荡摇匀，然后再向其中加入一定量的水，所述水的加入体积与前述移取的上清液体积成一定倍数关系，该倍数记为稀释倍数；再次振荡摇匀，之后取第三容器中的溶液作为待测溶液；其中，所述阳离子交换树脂的加入量按每5mL上清液加入5.0-8.0g阳离子交换树脂为基准计算；/n3)获得空白溶液；/n4)绘制碘的工作曲线和溴的工作曲线：/n5)待测溶液中碘和溴含量的测定：用电感耦合等离子体质谱仪依次测定空白溶液和待测溶液，根据碘的工作曲线和溴的工作曲线，分别得到空白溶液中碘的质量浓度和溴的质量浓度，以及待测溶液中碘的质量浓度和溴的质量浓度；/n6)样品中碘含量和溴含量的计算：按下述公式计算样品中的碘含量和溴含量：/n...

【技术特征摘要】
1.一种同时测定土壤中碘含量和溴含量的方法，包括以下步骤：
1)获得样品；
2)样品前处理：
2.1)取样品和碳酸钠混合均匀，所得混合物置于器皿中，在混合物上覆盖一层碳酸钠，之后置于700-750℃条件下保温处理20-40min，取出，冷却；其中，与样品混合的碳酸钠的用量按每0.3-0.5g样品加入1.0-1.5g碳酸钠为基准计算；
2.2)将器皿中的内容物转移至第一容器中，用水冲洗器皿直至器皿中所有内容物均转移至第一容器中，将第一容器置于加热条件下使容器中的白色物质完全溶解，冷却，然后将第一容器中的所有物料转移至能够定容的第二容器中，加水定容至一定体积，该体积记为定容体积，之后摇匀静置；
2.3)待第二容器中的溶液澄清后，移取一定体积的上清液置于第三容器中，加入或不加入抗氧化剂，之后再加入阳离子交换树脂，振荡摇匀，然后再向其中加入一定量的水，所述水的加入体积与前述移取的上清液体积成一定倍数关系，该倍数记为稀释倍数；再次振荡摇匀，之后取第三容器中的溶液作为待测溶液；其中，所述阳离子交换树脂的加入量按每5mL上清液加入5.0-8.0g阳离子交换树脂为基准计算；
3)获得空白溶液；
4)绘制碘的工作曲线和溴的工作曲线：
5)待测溶液中碘和溴含量的测定：用电感耦合等离子体质谱仪依次测定空白溶液和待测溶液，根据碘的工作曲线和溴的工作曲线，分别得到空白溶液中碘的质量浓度和溴的质量浓度，以及待测溶液中碘的质量浓度和溴的质量浓度；
6)样品中碘含量和溴含量的计算：按下述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱丽，施意华，唐碧玉，古行乾，蒙文飞，郑弦，阳兆鸿，
申请(专利权)人：中国有色桂林矿产地质研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45