连续光源原子吸收光谱法测定土壤中的有效硫含量

连续光源原子吸收光谱法测定土壤中的有效硫含量

李优琴1，2，吕 康1，2，陈小龙1，2

(1.江苏省农业科学院食品质量安全与检测研究所，江苏南京 210014；2.农业部农产品质量安全控制技术与标准重点实验室，江苏南京 210014)

摘要[目的] 为了建立连续光源原子吸收光谱法测定土壤中有效硫的方法。[方法] 采用连续光源原子吸收光谱法，在富燃乙炔-空气火焰条件下，通过测定CS双原子分子吸收，确定土壤提取液中有效硫的含量,研究优化试验条件。[结果] 在CS 258.056 nm时测定硫元素的检出限为3.97 mg/L，定量限为14.8 mg/L，CS分子吸收具有较宽的线性范围，方法在试验浓度范围(0～500 mg/L)内获得良好的线性。对土壤标准物质中有效硫元素含量的测定结果均在其不确定度范围内。[结论] 连续光源原子吸收光谱法是一种测定土壤中有效硫元素含量的简便、快速、准确的方法。

关键词连续光源；有效硫；土壤

中图分类号S153.6

基金项目江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(14)2096]。

作者简介李优琴(1963- )，女，浙江黄岩人，副研究员，从事农产品及产地环境质量安全检测与控制技术研究。

收稿日期2015-06-05

DeterminationofAvailableSulfurinSoilbyContinuum-sourceAtomicAbsorptionSpectrometry

LIYou-qin1,2,LVKang1,2,CHENXiao-long1,2(1.InstituteofFoodSafetyResearchandInspection，JiangsuAcademyofAgriculturalSciences，Nanjing，Jiangsu210014; 2.KeyLaboratoryofControlTechnologyandStandardforAgro-productSafetyandQuality,MinistryofAgriculture,P.R.China,Nanjing,Jiangsu210014)

Abstract[Objective] The research aimed to establish a method for the determination of available sulfur in soil. [Method] The concentration of available sulfur in soil was determined by continuum-source atomic absorption spectrometry based on the absorption of CS diatomic molecule formed in fuel-rich air and ethyne flame. The instrumental conditions were optimized. [Result] The detection limit of sulfur was 3.97 mg/L, and the limit of quantification was 14.8 mg/L in CS 258.056 nm. CS molecular absorption has a wide linear range. This method had good linearity within the tested concentration scope (0-500 mg/L).The concentration of available sulfur in certified soil reference material was determined, and the results met the required accuracy and precision. [Conclusion] Continuum-source atomic absorption spectrometry was proved to be an easy, rapid and accurate method for available sulfur determination in soil.

KeywordsContinum-source；Availablesulfur；Soil

连续光源原子吸收光谱法是一种新技术。它不仅使用原子吸收技术，而且利用某些双原子分子如PO、CS和InCl吸收技术[7-9]。连续光源原子吸收光谱仪采用高强度短弧氙灯、中阶梯光栅和棱镜组成的双单色器分光系统以及线阵CCD检测器，高压短弧氙灯能量高，其辐射波长范围为189～900nm，不仅覆盖元素周期表中可用原子吸收测定元素的谱线，而且可以选择波长范围内的任意波长，双单色器分光系统能对谱线进行有效分离达到较高的光谱分辨率，因此使仪器测定一些分子吸收(Cl、P、S等)成为可能。笔者采用乙炔空气火焰连续光源原子吸收光谱仪研究了土壤中有效硫的测定方法。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1主要仪器。contrAA300连续光源原子吸收光谱仪(德国耶拿分析仪器股份公司)；ZWY-240恒温振荡器(上海智城分析仪器制造有限公司)。

1.1.2 主要试剂。2.04gCa(H2PO4)2·H2O溶于1 L 2.00 mol/L乙酸溶液中，得到磷酸二氢钙-乙酸浸提液。1.50 g CaCl2溶于水，稀释至1 L，得到氯化钙浸提液。称取0.412 2 g硫酸铵(G.R.)溶于水，定容至100 ml，得到硫标准储备液(1 000 mg/L)。土壤有效态成分标准物质：GBW07416a；GBW07417a(地球物理地球化学勘查研究所)。试验用水均为二级水。

1.2方法

1.2.1样品前处理。对于土壤有效态硫提取，酸性土壤用磷酸二氢钙浸提液浸提，中性和石灰性土壤用氯化钙浸提液。土壤风干后研磨，过2mm孔径筛，水土比采用5∶1，置塑料瓶或离心管中，在20～25 ℃下振荡提取1h，过滤或离心，滤液或上清液待测。

1.2.2测定。在仪器条件优化调整后，在乙炔流量为120L/h、燃烧头高度为8mm、燃烧头角度为0、CS吸收谱线波长为258.056nm的条件下依次测定空白溶液、标准溶液、样品溶液中硫含量。

2结果与分析

2.1测试吸收谱线的选择连续光源原子吸收光谱法的基本原理和锐线光源原子吸收光谱法的测定一样，都是基于基态被分析原子对初级辐射的吸收，吸光度信号的测定等同于被分析样品中各自元素浓度的测定。原子吸收谱线是轮廓窄的线状谱线；分子吸收谱线一般呈带状，不适合用原子吸收光谱测定，但有些元素的分子吸收谱线如在CS分子吸收谱线中，部分吸收谱线轮廓很窄，与原子吸收谱线轮廓相似，可以用其进行硫含量的测定。

在富燃的乙炔-空气火焰中S可形成CS双原子分子，在258nm左右产生CS分子吸收谱带，在CS分子280nm左右的连续谱带中存在一些半峰宽较窄的谱线。选择CS吸收谱线中有代表性的谱线257.593、257.959、258.056nm进行试验，最终选择连续光源原子吸收光谱仪测硫的最适宜CS吸收谱线为258.056nm。在高分辨连续光源原子吸收光谱仪中，使用低噪声、紫外灵敏的半导体检测器(CCD线阵检测器)。它不仅能检测分析谱线的强度，而且能检测临近的谱线，这样在分析谱线周围至多1nm的光谱区域内可同时检测且达到高分辨率。在CS吸收谱线周边有釫W258.049nm和铕Eu258.062nm谱线，在不产生干扰的情况下，尽可能选择大的像素以提高灵敏度。试验最终选择7像数。

2.2仪器条件的优化

2.2.1火焰条件。乙炔-空气比例是产生CS光谱的关键条件。CS的分子吸收仅产生于富燃的乙炔-空气火焰中，固定燃烧头高度7mm，调节乙炔流量90、100、110、115、120L/h，测试标准溶液的吸光度，获得最适乙炔∶空气比例为120∶470。

2.2.2燃烧头高度。在优化了的富燃火焰中，调节燃烧头的高度，分别为6、7、8、9、10mm，测试标准溶液的吸光度。在燃烧头高度为8mm时，吸光度最高。试验最终选择乙炔流量120L/h，燃烧头高度8mm，CS吸收谱线波长258.056nm。

2.3线性范围和检出限配制S标准溶液系列，浓度分别为0、10、20、50、80、100、150、200、500mg/L，获得较好的线性，表明CS分子吸收具有较宽的线性范围，回归方程为y=-0.000 218+0.000 047 3x(r=0.999 7)。用空白进行11次重复测定，获得S元素的检出限为3.97mg/L，定量限为14.8mg/L。

2.4准确度和精密度 采用试验方法测定土壤有效态成分标准物质GBW07416a；GBW07417a中有效硫含量。由表1可知，标准物质测定值均在定值范围内，多次测定的RSD均小于1.5%，测试稳定性好。

表1　标准物质有效硫含量测定结果

3结论

在土壤中的有效硫经提取剂提取后，利用连续光源原子吸收光谱仪在富燃乙炔/空气火焰中形成的CS双原子分子的某些吸收谱线，测定硫的含量，获得一种相对简单、方便的土壤有效硫含量测定方法。

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