电感耦合等离子体发射光谱法和原子吸收光谱法测定岩石矿物中钾钠含量的比较

冯丽娥

（福建省闽东南地质大队，福建 泉州 362000）

钾和钠是多种行业的常规检测指标,传统的检测方法是原子吸收光谱法和火焰光度法，方法较为稳定，但线性范围较窄，浓度高的溶液需要稀释，测定结果误差较大。ICPOES法具有精密度好、准确度高、检出限低、线性动态范围宽等特点[1]。本文通过对国家一级标准物质和实际样品进行测试，从检出限、准确度和精密度对电感耦合等离子体发射光谱法（以下简称ICP-OES法）和原子吸收光谱法（以下简称AAS法）进行了比较。

1 方法与分析

（1）仪器及工作条件。Avio200型电感耦合等离子体发射光谱仪，射频发生器功率1300W；等离子体流量11L/min；辅助气流量0.2L/min；雾化气流量0.6L/min；径向观测；高纯氩气；Na：589.592nm；K：766.490nm。

WFX-210型原子吸收分光光度计，狭缝0.4nm，负高压180V，观察高度7.0mm，火焰类型为空气-乙炔火焰，乙炔流量1.0L/min。K：766.5nm，灯电流2.00mA；Na：330.2nm，灯电流4.00mA。

（2）标准曲线。ICP-OES法：分别吸取K2O和Na2O标准储备液（1mg/mL）于100mL容量瓶中，介质为3%的盐酸，配成浓度（ug/mL）为：0.00、5.00、10.00、20.00、40.00、80.00的标准系列；AAS法：分别吸取K2O和Na2O标准储备液（1mg/mL）于100mL容量瓶中，介质为4%的盐酸，配成浓度（ug/mL）为：0.00、10.00、30.00、50.00、70.00的标准系列。

（3）实验方法。ICP-OES法：准确称取0.1000g样品于50mL聚四氟乙烯坩埚中，加水润湿，加入5.0mL盐酸、5.0mL硝酸、10mL氢氟酸、2.0mL高氯酸，盖盖静置过夜。第二天，将聚四氟乙烯坩埚置于控温电热板上，阶段升温，于250℃蒸发至高氯酸白烟冒尽，取下冷却，用蒸馏水冲洗坩埚壁，于电热板上蒸干水分，取下趁热加入6mL（1+1）盐酸，再加热至溶液清亮，取下冷却，转移至100mL容量瓶中，定容摇匀；AAS法：准确称取0.1000g样品于50mL聚四氟乙烯坩埚中，加水润湿，加入5.0mL氢氟酸、1.0mL高氯酸，将聚四氟乙烯坩埚置于控温电热板上，逐渐升温，于250℃蒸发至高氯酸白烟冒尽，取下冷却，用蒸馏水冲洗坩埚壁，加入4.0mL盐酸，再加热至溶液清亮，取下冷却，转移至100mL容量瓶中，定容摇匀。

2 结果与讨论

2.1 方法的检出限

分别按ICP-OES法和AAS法重复10次空白实验，记录数值。根据HJ168-2010《环境监测分析方法标准制修订技术导则》中下列公式计算方法检出限。

式中：MDL—方法检出限；

n—样品的平行测定次数；

t—自由度为n-1，置信度为99%时的t分布（单侧）；

S—n次平行测定的标准偏差。

本次实验平行测定10次，自由度为9，置信度为99%时的t值取2.821。根据公式算出ICP-OES法和AAS法测定K2O、Na2O的含量的方法检出限见表1。

表1 方法检出限计算

2.2 方法的准确度

取国家一级标准物质GBW07103、GBW07105和GBW07107各6份，分别用ICP-OES法和AAS法测定K2O、Na2O的含量，计算相对误差（RE）。根据DZ/T0130-2006《地质矿产实验室测试质量管理规范》要求，标准物质某组分的分析结果相对误差允许限（YB）为：

式中：YC—重复分析试样中某组分的相对偏差允许限，%；

X0—标准物质某组分的标准值；

C—某矿种某组分重复分析相对偏差允许限系数，此处K2O和Na2O的C值为1.00。

当相对误差（RE）小于等于允许限（YB）时为合格；大于允许限（YB）时为不合格[2]。由表2可知，ICP-OES法和AAS法的相对误差均小于允许限（YB），满足DZ/T0130-2006《地质矿产实验室测试质量管理规范》要求。

表2 ICP-OES法和AAS法的准确度

2.3 方法的精密度

选取国家一级标准物质GBW07103、GBW07107和实际样品各1份，分别用ICP-OES法和AAS法连续测定K2O、Na2O的含量6次，计算相对标准偏差（RSD）。根据DZ/T0130-2006《地质矿产实验室测试质量管理规范》要求，岩石矿物试样化学成分重复分析相对偏差允许限的数学模型为：

式中：YC—重复分析试样中某组分的相对偏差允许限，%；

X—重复分析试样中某组分平均质量分数，%；

C—某矿种某组分重复分析相对偏差允许限系数，此处K2O和Na2O的C值为1.00。

重复分析结果的相对偏差小于等于允许限（YC）时为合格；大于允许限（YC）时为不合格。由表3可知，ICP-OES法和AAS法的相对标准偏差均小于允许限（YC），满足DZ/T0130-2006《地质矿产实验室测试质量管理规范》要求。

表3 ICP-OES法和AAS法的精密度

3 结论

用ICP-OES法和AAS法测定岩石矿物中的K2O和Na2O，方法检出限、准确度和精密度均符合DZ/T0130—2006《地质矿产实验室测试质量管理规范》的要求，ICPOES方法操作简单，分析速度快，可同时进行多元素分析，适合大批量样品的分析测试；AAS法无法同时进行多元素分析，但成本低于ICP-OES法，适用于少量样品的分析测试，测试人员可在工作中针对实际情况选择不同的方法。