一种测试土壤及污水中铬元素痕量的化学制样方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水质及土壤监测领域，具体涉及一种全反射X射线荧光光谱(TXRF)仪测试土壤及污水中铬元素含量的一种化学制样方法，尤其适用于铬元素痕量分析。
【背景技术】
[0002]我国自改革开放以来，经济高速、稳步、持续增长，取得了举世瞩目的成就。与之相伴，环境保护的压力也逐年加大，污染总体仍处于一个较高的水平。以水环境为例，目前，中国的水资源面临着严重污染的威胁，工业废水和城乡生活污水向江河湖海以及土壤中大量排放，使得地面水和地下水水质日趋恶化，更加剧了水资源的紧张状况，严重的制约了经济的发展，危害了人类的健康。
[0003]人与自然和谐相处，是社会主义和谐社会的六个基本特征之一。对此，中央已将建设资源节约型社会和环境友好型社会的战略任务列为“十一五”的重要目标。在环境保护领域，中央和各级政府不断加大投入，政策走向及市场需求对环境监测仪器和设备也提出了一系列新的要求，这些要求主要表现为:
[0004]1.对仪器精度和功能的要求越来越高，在保证仪器稳定运行的前提下，要求便携性更强，以满足有关部门应急检测的要求。
[0005]2.对检测样品制样方面的要求为:快速、精确制样，以方便各类测试仪器快速、准确的测试出各种污染元素的含量值。
[0006]3.制样及测试过程中的二次污染问题，要求制样方法尽可能少的使用测试样品及可能造成环境二次污染的化学试剂。
[0007]TXRF全反射X射线荧光光谱仪以测试精度高、携带方便等优点目前正被现场应急测试领域越来越广泛的应用。
[0008]TXRF仪器的激发原理与普通XRF仪器的激发原理不同，其要求X射线在空气中或真空中以低于临界角的角度掠射过样品测试平台的表面，消除原级X射线在反射体上相干或不相干的散射现象，使散射本底降低，降低检出下限。其反射原理见附图1。
[0009]基于上述的全反射原理，在TXRF测试制样过程中，需保证样品滴定在载样平台上为一层很薄的薄膜，表面不平整的样品达不到全反射的效果，直接影响测试精度及检出限。
[0010]目前市场上应用的TXRF仪器测试原理相同，都应用了X射线的全反射原理，测试过程中，将样品直接制成液体薄膜滴定于载样片上烘干测试。测试过程中其本底噪声以及相关干扰元素会给测试带来相当大的误差。
【发明内容】
[0011]本发明针对现有技术的缺陷，将所需被测元素铬利用萃取的方法，采用液--液分离，将含有被测元素铬的萃取液滴定制膜测试，完全消除元素间的干扰。
[0012]一种测试土壤及污水中铬元素痕量的化学制样方法，其特征在于:包括以下步骤，
[0013]a.量取80ml_90ml的土壤消解液或污水试样，导入容量瓶中待用；
[0014]b.在容量瓶中加入酸性溶液，建立酸性条件下的试剂环境；
[0015]c.在上述混合液中加入浓度为1%的500μ L的高锰酸钾溶液，充分摇均，将被测土壤消解液或污水中的3价铬离子全部氧化为6价铬离子；
[0016]d.将的萃取剂加入容量瓶中，充分震摇，使萃取剂与混合液充分接触；
[0017]e.加入8ml_10ml的盐酸并摇均，使容量瓶中的6价铬元素与盐酸反应生成含铬络合物，并在反应中被萃取剂萃取，然后继续震摇2分钟，使萃取剂与水溶解充分接触；
[0018]f.将容量瓶正常放在桌面上静止2分钟，此时混合溶液完成液-液分离，含有被测元素铬离子的有机相萃取溶液浮于水相溶液上层，土壤消解液或污水试样中的铬元素完全萃取出来，完成了铬元素的富集；
[0019]g.将TXRF测试用的石英玻璃片置于恒温装置上，量取一定量的铬离子有机相溶液滴在石英玻璃片上进行恒温滴定制膜；
[0020]h.待滴膜干燥后将滴定制膜放置在TXRF样品平台上进行扫描测试。
[0021]作为优选，所述步骤b中加入的酸性溶液为浓硝酸，所述加入浓硝酸的含量为lml-3ml0
[0022]作为优选，为了保证萃取完全，在所述步骤c和所述步骤d之间，还包括以下步骤，将加有高锰酸钾溶液的混合液混合均匀并静止1分钟后，导入广口烧杯中，在恒温加热平台上加热至沸腾并保持3分钟，使混合液体中的3价铬离子更加完全充分的氧化为6价铬离子。
[0023]作为优选，所述步骤d中的萃取剂为甲基异丁基甲酮。
[0024]作为优选，所述萃取剂的加入量为2.2ml。
[0025]作为优选，所述步骤g中量取10 μ L-40 μ L的铬离子有机相溶液滴在石英玻璃片上进行恒温滴定制膜。
[0026]作为优选，所述步骤g中恒温滴定制膜的温度为90度。
[0027]与现有技术相比，本发明具有以下优点；
[0028]1.首次将萃取技术应用于全反射X射线荧光仪的测试当中。
[0029]2.本发明使用MIBK(甲基异丁基甲酮)的试剂萃取方法，使土壤消解液或其它水溶液样品中的铬元素与其他基底元素分离开来，降低测试过程中其他元素的谱峰和背景干扰。
[0030]3.萃取后的样品在MIBK(甲基异丁基甲酮)的作用下，分离为水相及有机相，使用移液枪提取有机相几十μ L即可进行一次滴膜测试，达到制样方便、防二次污染的效果。
[0031]4.在萃取过程后使用液体富集制膜的方法，降低TXRF仪器铬元素的检测下限。
[0032]5.实验验证测试，使用TXRF仪器测量土壤消解液及各类污水中铬元素含量检出限可达到5个ppb以下。
【附图说明】
[0033]图1所示为TXRF仪器中X射线反射原理图；
[0034]图2所示为本发明测试流程图。
【具体实施方式】
[0035]如图2所示，一种用TXRF仪器测试土壤及污水中铬元素痕量的测试方法，包括以下步骤:
[0036]a.首先量取80ml_90ml的土壤消解液或污水试样，导入容量瓶中待用；
[0037]b.加入浓硝酸lml_3ml，调整试剂环境，保证萃取反应在适当的酸性条件下进行；将加fe后的混合?谷液摇勾后静止待用；
[0038]c.将1%浓度的高锰酸钾溶液500μ 1滴定至上述混合溶液中，充分摇匀，此时混合液呈红色。加入高锰酸钾溶液目的是将被测土壤消解液或污水中中的3价铬离子全部氧化为6价铬离子，供ΜΙΒΚ进行萃取；
[0039]d.取MIBK(甲基异丁基甲酮)加入容量瓶中，充分震摇，使萃取剂与混合溶液充分接触，加入MIBK的优选含量为2.2ml ；
[0040]e.量取盐酸8ml_10ml滴入容量瓶中摇勻，使容量瓶中的6价铬元素与盐酸反应生成含铬络和物，并在反应过程中被MIBK萃取，然后继续震摇2分钟，使MIBK与水溶解充分接触；
[0041 ] f.然后将容量瓶正常放在桌面上静止2分钟，此时混合溶液将完成液一液分离，含有被测元素铬离子的有机相萃取溶液浮于水相溶液上层，土壤消解液或污水试样中的铬元素完全萃取出来，完成了铬元素的富集；
[0042]g.将TXRF测试用的石英玻璃片置于恒温装置上，吸取10 μ 1-40 μ 1的铬离子有机相溶液滴在石英玻璃片上进行90°C恒温滴定制膜；
[0043]h.待滴膜干燥后将滴定制膜放置TXRF样品平台上进行扫描测试。
[0044]作为优选步骤，为了保证萃取完全，在上述步骤c和步骤d之间还包括以下步骤，将加有高锰酸钾溶液的混合液混合均匀并静止lmin后，导入广口烧杯中，在恒温加热平台上加热至沸腾并保持3min后冷却至室温，经过加热，使被测样品中的3价铬离子更加完全充分的氧化为6价铬离子，保证萃取完全。
[0045]这里公开的实施例是示例性的，其仅是为了对本发明进行解释说明，而并不是对本发明的限制，本领域技术人员可以预见的改良和扩展都包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种测试土壤及污水中铬元素痕量的化学制样方法，其特征在于:包括以下步骤， a.量取80ml-90ml的土壤消解液或污水试样，导入容量瓶中待用； b.在容量瓶中加入酸性溶液，建立酸性条件下的试剂环境； c.在容量瓶加入浓度为1%的500 μ L的高锰酸钾溶液，充分摇均，将被测土壤消解液或污水中的3价铬离子全部氧化为6价铬离子； d.将的萃取剂加入容量瓶中，充分震摇，使萃取剂与混合液充分接触； e.加入8ml-10ml的盐酸并摇均，使容量瓶中的6价铬元素与盐酸反应生成含铬络合物，并在反应中被萃取剂萃取，然后继续震摇2分钟，使萃取剂与水溶解充分接触； f.将容量瓶正常放在桌面上静止2分钟，此时混合溶液完成液-液分离，含有被测元素铬离子的有机相萃取溶液浮于水相溶液上层，土壤消解液或污水试样中的铬元素完全萃取出来，完成了铬元素的富集； g.将TXRF测试用的石英玻璃片置于恒温装置上，吸取一定量的铬离子有机相萃取溶液滴在石英玻璃片上进行恒温滴定制膜； h.待滴膜干燥后将滴定制膜放置在TXRF样品平台上进行扫描测试。2.根据权利要求1所述的测试土壤及污水中铬元素痕量的化学制样方法，其特征在于:所述步骤b中加入的酸性溶液为浓硝酸，所述加入浓硝酸的含量为lml-3ml。3.根据权利要求1所述的测试土壤及污水中铬元素痕量的化学制样方法，其特征在于:为了保证萃取完全，在所述步骤c和所述步骤d之间，还包括以下步骤，将加有高锰酸钾溶液的混合液混合均匀并静止1分钟后，导入广口烧杯中，在恒温加热平台上加热至沸腾并保持3分钟，使混合液体中的3价铬离子更加完全充分的氧化为6价铬离子。4.根据权利要求1所述的测试土壤及污水中铬元素痕量的化学制样方法，其特征在于:所述步骤d中的萃取剂为甲基异丁基甲酮。5.根据权利要求1或4所述的测试土壤及污水中铬元素痕量的化学制样方法，其特征在于:所述萃取剂的加入量为2.2ml。6.根据权利要求1所述的测试土壤及污水中铬元素痕量的化学制样方法，其特征在于:所述步骤g中量取10 μ L-40 μ L的铬离子有机相溶液滴在石英玻璃片上进行恒温滴定制膜。7.根据权利要求1所述的测试土壤及污水中铬元素痕量的化学制样方法，其特征在于:所述步骤g中恒温滴定制膜的温度为90度。
【专利摘要】一种用TXRF仪器测试土壤及污水中铬元素痕量的测试方法，包括以下步骤：量取土壤消解液或污水试样，加酸，建立酸性条件的试剂环境，加入高锰酸钾溶液将3价铬离子氧化为6价铬离子，依次加入萃取剂和盐酸对铬离子进行萃取，将萃取出来的铬离子有机相溶液滴在石英玻璃上进行恒温滴定制膜，将干燥后的滴定制膜置于TXRF样品平台上进行扫描测试；本发明首次将萃取技术应用于全反射X射线荧光仪的测试当中，使用MIBK(甲基异丁基甲酮)的试剂萃取方法，使土壤消解液或其它水溶液样品中的铬元素与其他基底元素分离开来，降低测试过程中其他元素的谱峰和背景干扰。
【IPC分类】G01N1/28
【公开号】CN105466738
【申请号】CN201410428077
【发明人】刘宇兵, 石平, 徐剑飞
【申请人】广州市怡文环境科技股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年8月26日