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新疆盐碱地样品中氯、硫、有机碳成分精准测定方法

文献发布时间:2023-06-19 16:09:34



技术领域

本发明涉及土壤样品化学调查方法领域,更具体地说,它涉及新疆盐碱地样品中氯、硫、有机碳成分精准测定方法。

背景技术

多目标区域地球化学调查属于基础性地质调查工作范畴,通过采集具有代表性样品,利用大型精密仪器,采用具较低检出限与较高精密度的测试方法,测定数十种元素及十几种有机物指标,提供高精度、高质量地球化学数据。绘制各类地球化学图,查明元素地球化学分布、分配特征,对发现重要异常进行查证,为各个领域利用提供基础资料。

新疆地区土壤属于典型的盐碱地区元素特征,Ca、Cl、S含量较高,有机碳含量较低。目前常规的成分测定方法,Cl测定采用粉末压片-X荧光光谱法,S测定采用燃烧碘量法,有机碳测定采用重铬酸钾容量法。测定过程中遇到以下问题:

一、采用X荧光光谱法测定Cl时,光谱仪一般按元素顺序扫描测量,检测到氯元素时,X光已经照射了好几分钟,随着时间增加Cl含量有逐渐增高的趋势,究其原因应是在真空状态下,样品中的水分会向表面偏析,样品中的游离Cl随着水分迁移到了样片表面使结果增高,如烘干样品可避免此问题,但烘干样品又增加了污染的可能性;同时该地区样品Cl含量普遍较高,最高可达30%左右,远远超出了工作曲线。

二、采用燃烧碘量法测定S中发现很多样品分析结果严重偏低,且非常不稳定。原因在于此类样品中含有大是的Cl,吸收装置未能及时将其吸收,导致Cl

三、采用重铬酸钾容量法测定有机碳中发现样品分析结果严重偏高,其原因在于:此类样品中均含有大量的Cl,由于氯化物也能被重铬酸钾所氧化,因此会使有机碳结果偏高。

发明内容

针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种解决上述问题的新疆盐碱地样品中氯、硫、有机碳成分精准测定方法,针对新疆盐碱地区土壤高含量元素Cl及其对硫、有机碳检测结果负面干扰,组合优化检测方法,提高数据检测的准确性与工作效率。

为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

新疆盐碱地样品中氯、硫、有机碳成分精准测定方法,

步骤一:采用X荧光光谱法测定样品中Cl、S的含量;

步骤二:对于S>2000μg/g的样品,取X荧光光谱法的S测定值;

对于S<2000μg/g的样品,使用燃烧碘量法重新测定;

步骤三:当样品中Cl小于40000 µg/g时,采用重铬酸钾容量法进行有机碳的测定;

当样品中Cl大于40000 µg/g时,采用红外碳硫法进行有机碳的测定。

本发明进一步改进技术方案是,步骤一建立小程序先单独测定Cl。在进行批量样品分析流程中,先对样品进行X荧光光谱法小程序单独Cl元素含量优先测定,先把氯测定完,再进行主程序的其他元素测定,解决X光照射样品时间增加而导致的检测结果增高。

本发明更进一步改进技术方案是,步骤一用氯化钢与其他水系或土壤国家一级标准物质混合,增加10%、20%、30%三个标准曲线点,建立双通道测量,高低含量标准曲线分段计算。

X荧光光谱法测定样品需要有大量的固体标准物质来做工作曲线,大部分标准物质中氯的含量在几十--几千之间,最高的土壤40000,当遇到更高含量氯的测定时,就超出了工作曲线范围,因此用氯化钠配置了高点,作为曲线的延申,得到准确的测定结果。

本发明进一步改进技术方案是,对于S<2000μg/g的样品,当其中Cl含量大于10000μg/g,采用燃烧碘量法重测定时,测定装置中增加一套吸收Cl的装置。将高含量的氯吸收,再进行燃烧碘法检测,消除对反应产生负干扰,提高S含量检测结果的准确性。

本发明更进一步改进技术方案是,所述吸收Cl的装置是指装有氯化亚锡的U型管或吸收塔。

本发明进一步改进技术方案是,步骤三重铬酸钾容量法测定有机碳时采用氯化物近似校正系数校正,即样品含有机碳量(µg/g)=未经校正样品含有机碳量(µg/g)-1/120000样品含氯量(µg/g)。

此类样品中均含有大量的Cl,由于氯化物也能被重铬酸钾所氧化,因此会使有机碳结果偏高,样品中氯小于40000 µg/g时,由于下列两个应反是定量的,可以用一个氯化物近似校正系数进行校正,

Cr

2Cr

由反应式可知C/4Cl-1=12/4×35.5≈1/12;提高检测结果的准确性。

本发明有益效果:

本发明测定新疆盐碱地样品,采用X荧光光谱法测定Cl、S的含量,对于高氯含量准确性的保障采用两个手段,一是单设一个小程序优先测定批量样品中氯含量,消除因X光照射时间增加而导致的检测结果不准确不稳定;二是用氯化钠配置高点标准物质做工作曲线,延伸曲线,测定高含量氯的准确结果。X荧光光谱法测得的S>2000μg/g的样品,取X荧光光谱法的S测定值含量,数据是准确的;对于S<2000μg/g的样品,使用燃烧碘量法重新测定,此时若Cl大于10000μg/g,测定装置中增加一套吸Cl装置,消除高氯含量对S检测的负面干扰,提高S测定的结果准确性。对于有机碳测定,当样品中Cl小于40000 µg/g时,采用重铬酸钾容量法进行有机碳的测定,使用校正公式减去氯含量干扰;当样品中Cl大于40000 µg/g时,采用红外碳硫法进行有机碳的测定,消除高氯含量对样品有机碳测定结果的干扰。使用红外碳硫法测定有机碳时有一个前处理的过程,这个过程相对来说不易控制,流程也比较长,大量使用时效率不高,因此优化有机碳测定方法,提高测定结果准确性与工作效率的互补。整套针对新疆盐碱地土壤样品元素特征而组合优化的测定方法,解决了高含量氯以及氯对S、有机碳的负面干扰检测结果不准确的问题,且平衡数据检测的准确性与工作效率。

具体实施方式

本申请人正在承担的新疆和田-若羌绿洲带1:25万土地质量地球化学调查项目,承担单位新疆地矿局第二水文工程地质大队,主要在和田市、和田县、墨玉县、洛浦县、策勒县开展水文地质和生态环境地质调查。每年需采样、分析该项目样品六千多件,工作量巨大。

同批次样品1-8在比较例中Cl测定采用粉末压片-X荧光光谱法,S测定采用燃烧碘量法,有机碳测定采用重铬酸钾容量法。

检测结果如下:

上表所有数据为新疆南疆盐碱地区实际样品数据,用实验室建立的方法程序进行的测定。因为整个测定的问题是由氯的原因造成,所以样品顺序按照实际样品中氯的含量由低到高排列。使用容量法来测定样品中氯(Cl)的含量,主要是验证建立的X荧光分析程序测定高含量氯结果是否正确,氯含量高超出曲线范围的高值问题显现。使用燃烧碘量标准分析方法测定硫(S)的含量,可以看出,随着氯的增加,硫的结果和X荧光光谱法吻合程度越来越差,样品6硫含量较少且氯含量高,结果明显不吻合,样品5结果为0,是因为氯的含量太高,干扰太强,无法完成滴定(从表面上看就是还没有进行滴定就到终点了)。使用重量法验证X荧光光谱法测定硫含量的正确度。重量法测定硫的含量是个经典方法,通常测定含量较高的样品(0.5%以上),但是分析手续繁杂、操作要求高,不适宜大批量样品测定。重铬酸钾容量标准分析方法测定有机碳(Corg),可以看出随着氯含量的增加,有机碳含量也呈现增加的趋势。由于氯的干扰影响大,标准方法中有机碳的含量与红外碳法验证、总有机碳分析仪进行验证数据并不吻合。

实施例采用本发明方法测定Cl、S、有机碳含量。

检测结果如下:

上表所有数据为新疆南疆盐碱地区实际样品数据,用实验室建立的方法程序X荧光光谱法进行分两次测定,单独程序先测定氯,解决氯的值越测越高的问题,同时使用自制标准物质拓展工作曲线的范围,氯含量测定结果也更接近容量法验证结果。使用X荧光光谱法测定硫(S)的含量,当S>2000μg/g时重量法验证结果接近,当S<2000μg/g燃烧碘量标准分析方法测定结果更接近,且氯含量大于10000μg/g,测定装置中需增加一套吸Cl装置。使用重铬酸钾容量标准分析方法测定有机碳(Corg),标准方法可使用经验公式进行计算得到有机碳的含量接近值,但当氯含量>40000μg/g时,公式不再适用,其实主要原因是氯太高时,干扰太大,使用经验公式已经无法计算出准确结果了,因此当氯含量>40000μg/g时再使用红外碳硫法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本发明技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术分类

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