本发明涉及分析检测技术领域，尤其涉及一种测定海洋沉积物中铁含量的方法。
背景技术：
我国国民经济的持续发展不断推动着人民生活水平的提高，在新时期下，环境问题越来越受到人民的关注，随着国家加大了在海洋环境保护领域的投入，海洋环境保护工作也向更高层次发展，重金属污染一直以来都是海洋监测方面的一项重点，现行的海洋标准主要是针对于铜、铅、锌、镉、铬、汞和砷制订了标准方法，但参考其他行业及国际、国外的标准等，在微量元素方面的海洋标准还出台较少。
铁轻度中毒会造成儿童发育迟缓、以及肝肿大、肝硬化、心肌损害等危害，因此，测定海洋沉积物中铁含量具有重要的研究意义。现有的铁含量测定的方法主要有分光光度法，该法结合草酸-草酸铵法测定，在酸性草酸溶液浸提海洋沉积物中无定型铁的过程中，部分晶体铁有可能溶解，使得测量结果偏高。
技术实现要素：
本发明为了克服现有海洋沉积物中铁含量测定的方法存在着测定结果准确性差的问题，提供了一种准确度高、操作简单的测定海洋沉积物中铁含量的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种测定海洋沉积物中铁含量的方法，包括以下步骤：
(1)采集海洋沉积物样品进行预处理，然后研压，通过2mm尼龙筛，混匀，研磨过100目的尼龙筛，混匀，得待测样品；
(2)称取待测样品0.2～0.3g(精确至0.0001g)于消解罐中，依次加入硝酸、氢氟酸加热消解，冷却后加入高氯酸，然后于150～180℃下蒸发至内容物呈粘稠状，取下消解罐冷却，加入盐酸溶液，温热溶解可溶性残渣，全部转移至移液管中，蒸馏水定容，摇匀，得样品溶液；该步骤在微波消解罐中进行；
(3)配置fe不同设定浓度的标准溶液，用火焰原子吸收分光光度法由低到高浓度顺序分别测定标准溶液的吸光度，绘制标准曲线；
(4)用火焰原子吸收分光光度法测定步骤(2)的样品溶液的吸光度，与步骤(3)绘制的标准曲线进行比较，求得海洋沉积物样品中fe的含量。
本发明的测定原理如下：采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸全消解的方法，破坏海洋沉积物中的矿物晶格，使试样中的待测元素铁全部进入溶液中，同时在消解过程中，所有铁都被氧化。然后，将消解液喷入富燃性空气-乙炔火焰中。在火焰的高温下，形成铁的基态原子，并对铁空心阴极灯发射的特征谱线产生选择性吸收。在选择的最佳测定条件下，测定铁的吸光度。
作为优选，步骤(2)中，加热消解的温度为50～60℃，加热消解的时间为30～60min。
作为优选，步骤(2)中，所述硝酸、氢氟酸、高氯酸和盐酸的体积比为(3～5)：(2～5)：1：(1～2)。
作为优选，步骤(3)中，以蒸馏水作为空白试验组，用火焰原子吸收分光光度法测定空白试验组的吸光度，将标准溶液的吸光度减去空白试验组的吸光度，与相应的铁的浓度绘制标准曲线。
作为优选，每批样品中至少设计两个空白试验组。
作为优选，步骤(1)中，预处理方法为：将海洋沉积物样品放入球磨机中球磨处理，加入研磨珠，所述研磨珠表面包覆有硅吸附剂。
作为优选，所述硅吸附剂由以下重量份的组分组成：草酸10～20份，钼酸铵40～50份，水凝胶20～30份。
作为优选，步骤(1)中，预处理方法为：球磨处理之前，先将研磨珠在水中浸泡10～30min。
影响铁原子吸收法准确度的主要因素为试样中硅的化学干扰，本发明在海洋沉积物样品预处理工序中先采用球磨的方法去除试样中的硅残留，球磨过程中，利用包覆在研磨珠表面的硅吸附剂对海洋沉积物样品中的硅进行吸附，原理为：预先吸附了水的水凝胶在草酸提供的酸性环境下，试样中的硅与硅吸附剂中的钼酸铵发生络合作用，生成黄色的硅钼黄，完成海洋沉积物样品中硅的络合吸附去除，去除化学干扰，提高准确度。
作为优选，浸泡过程中，采用频率为40～60khz的超声波震荡处理，超声震荡处理有利于钼酸铵和草酸在体系中的均匀分布。
作为优选，步骤(4)中，所述待测样品中fe的含量按照以下公式计算：
式中：w是海洋沉积物样品中铁的含量；
ρ是标准曲线上得到的铁的浓度，单位mg\l；
v是沉积物定容后的体积，单位ml；
m是样品的称取质量，单位g。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的检测方法操作简单、准确度高，采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸全消解的方法，破坏海洋沉积物中的矿物晶格，使试样中的待测元素铁全部进入溶液中，提高准确度；
(2)在海洋沉积物样品预处理工序中，完成试样中硅的络合吸附去除，去除化学干扰，提高准确度。
附图说明
图1是fe不同设定浓度的标准溶液的标准曲线图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
本发明以下实施例所用试剂为：
盐酸(hcl)：ρ＝1.19g/ml，优级纯；
盐酸溶液，1 1：用(3.1)配制；
硝酸(hno3)：ρ＝1.42g/ml，优级纯；
硝酸溶液(1 99)：用(3.3)配制；
氢氟酸(hf)：ρ＝1.49g/ml；
高氯酸(hclo4)：ρ＝1.67g/ml，优级纯；
铁标准贮备液(1000mg/l)。
实施例1
(1)样品采集
将烘干的海洋沉积物样品混匀后，用木棒研压，通过2mm尼龙筛，混匀。用玛瑙研钵将样品研磨至全部通过100目的尼龙筛，混匀后备用；
(2)样品消解
准确称取0.2013g样品于50ml聚四氟乙烯微波消解罐中，加入6ml硝酸(3.3)、4ml氢氟酸(3.5)，按照一定的升温程序进行消解，加热消解的温度为60℃，加热消解的时间为60min；冷却后加入2ml高氯酸(3.6)。放在电热板上，温度控制在160度左右，驱赶白烟并蒸至内容物呈粘稠状。取下消解罐冷却，加入盐酸溶液(3.4)4ml，温热溶解可溶性残渣，全部转移至25ml移液管中，用蒸馏水定容至标线，摇匀；；
(3)标准曲线
分别准确移取铁标准贮备液(3.7)0.000、0.020、0.040、0.080、0.160ml于50ml容量瓶中，然后用蒸馏水定容至标线，摇匀，其铁的浓度分别为0.00、0.40、0.80、1.60、3.20mg\l。按仪器测定条件由低到高浓度顺序测定标准溶液的吸光度；减去空白的吸光度与相应的铁的浓度mg\l绘制标准曲线，如图1所示；
(4)空白试验
用蒸馏水代替样品，采样和样品制备一样的步骤和试剂，制备全程序空白溶液，并按与步骤
(4)相同的条件进行测定；每批样品至少制备2个以上的空白溶液；
(5)测定样品
取适量样品溶液，并按与步骤(4)相同的条件进行测定样品的吸光度。由吸光度中标准曲线(图1)上查得铁含量；
(6)结果计算
将测得的数据按照下式计算海洋沉积物干样中铁的含量：
式中：w是海洋沉积物干样中铁的含量
ρ是从标准曲线上得到的铁的浓度，单位mg\l
v是沉积物最后定容的体积，单位ml
m是样品的称取质量，单位g。
实施例2
(1)样品采集
将烘干海洋沉积物样品放入球磨机中球磨处理，加入研磨珠，所述研磨珠表面包覆有硅吸附剂，硅吸附剂由以下组分组成：草酸10g，钼酸铵50g，水凝胶20g，球磨处理之前，先将研磨珠在水中浸泡10min；将预处理后的海洋沉积物混匀后，用木棒研压，通过2mm尼龙筛，混匀。用玛瑙研钵将样品研磨至全部通过100目的尼龙筛，混匀后备用；
(2)样品消解
准确称取0.2536g样品于50ml聚四氟乙烯微波消解罐中，加入6ml硝酸(3.3)、4ml氢氟酸(3.5)，按照一定的升温程序进行消解，加热消解的温度为50℃，加热消解的时间为30min；冷却后加入2ml高氯酸(3.6)。放在电热板上，温度控制在150度，驱赶白烟并蒸至内容物呈粘稠状。取下消解罐冷却，加入盐酸溶液(3.4)4ml，温热溶解可溶性残渣，全部转移至25ml移液管中，用蒸馏水定容至标线，摇匀；
(3)标准曲线
分别准确移取铁标准贮备液(3.7)0.000、0.020、0.040、0.080、0.160ml于50ml容量瓶中，然后用蒸馏水定容至标线，摇匀，其铁的浓度分别为0.00、0.40、0.80、1.60、3.20mg\l。按仪器测定条件由低到高浓度顺序测定标准溶液的吸光度；减去空白的吸光度与相应的铁的浓度mg\l绘制标准曲线，如图1所示；
(4)空白试验
用蒸馏水代替样品，采样和样品制备一样的步骤和试剂，制备全程序空白溶液，并按与步骤
(4)相同的条件进行测定；每批样品至少制备2个以上的空白溶液；
(5)测定样品
取适量样品溶液，并按与步骤(4)相同的条件进行测定样品的吸光度。由吸光度中标准曲线(图1)上查得铁含量；
(6)结果计算
将测得的数据按照下式计算沉积物干样中铁的含量：
式中：w是海洋沉积物干样中铁的含量
ρ是从标准曲线上得到的铁的浓度，单位mg\l
v是沉积物最后定容的体积，单位ml
m是样品的称取质量，单位g。
实施例3
(1)样品采集及预处理
将烘干海洋沉积物样品放入球磨机中球磨处理，加入研磨珠，所述研磨珠表面包覆有硅吸附剂，硅吸附剂由以下组分组成：草酸20g，钼酸铵50g，水凝胶30g，球磨处理之前，先将研磨珠在水中浸泡30min，浸泡过程中，采用频率为40khz的超声波震荡处理；将预处理后的海洋沉积物样品混匀后，用木棒研压，通过2mm尼龙筛，混匀。用玛瑙研钵将样品研磨至全部通过100目的尼龙筛，混匀后备用；
(2)样品消解
准确称取0.3003g样品于50ml聚四氟乙烯微波消解罐中，加入6ml硝酸(3.3)、4ml氢氟酸(3.5)，按照一定的升温程序进行消解，加热消解的温度为55℃，加热消解的时间为40min；冷却后加入2ml高氯酸(3.6)。放在电热板上，温度控制在180度左右，驱赶白烟并蒸至内容物呈粘稠状。取下消解罐冷却，加入盐酸溶液(3.4)4ml，温热溶解可溶性残渣，全部转移至25ml移液管中，用蒸馏水定容至标线，摇匀；；
(3)标准曲线
分别准确移取铁标准贮备液(3.7)0.000、0.020、0.040、0.080、0.160ml于50ml容量瓶中，然后用蒸馏水定容至标线，摇匀，其铁的浓度分别为0.00、0.40、0.80、1.60、3.20mg\l。按仪器测定条件由低到高浓度顺序测定标准溶液的吸光度；减去空白的吸光度与相应的铁的浓度mg\l绘制标准曲线，如图1所示；
(4)空白试验
用蒸馏水代替样品，采样和样品制备一样的步骤和试剂，制备全程序空白溶液，并按与步骤
(4)相同的条件进行测定；每批样品至少制备2个以上的空白溶液；
(5)测定样品
取适量样品溶液，并按与步骤(4)相同的条件进行测定样品的吸光度。由吸光度中标准曲线(图1)上查得铁含量；
(6)结果计算
将测得的数据按照下式计算海洋沉积物干样中铁的含量：
式中：w是海洋沉积物干样中铁的含量
ρ是从标准曲线上得到的铁的浓度，单位mg\l
v是沉积物最后定容的体积，单位ml
m是样品的称取质量，单位g。
对本发明实施例1-3的测定方法的精密度和准确度检测，结果如表1所示：
表1.精密度和准确度
由表1可以看出，本发明测定海洋沉积物中铁含量的方法具有较高的精密度和准确度，其中，经过去除硅的预处理后的测定方法，完成试样中硅的络合吸附去除，有效去除化学干扰，提高了准确度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
1.一种测定海洋沉积物中铁含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集海洋沉积物样品进行预处理，然后研压，通过2mm尼龙筛，混匀，研磨过100目的尼龙筛，混匀，得待测样品；
(2)称取待测样品于消解罐中，依次加入硝酸、氢氟酸加热消解，冷却后加入高氯酸，然后于150～180℃下蒸发至内容物呈粘稠状，取下消解罐冷却，加入盐酸溶液，温热溶解可溶性残渣，全部转移至移液管中，蒸馏水定容，摇匀，得样品溶液；
(3)配置fe不同设定浓度的标准溶液，用火焰原子吸收分光光度法由低到高浓度顺序分别测定标准溶液的吸光度，绘制标准曲线；
(4)用火焰原子吸收分光光度法测定步骤(2)的样品溶液的吸光度，与步骤(3)绘制的标准曲线进行比较，求得海洋沉积物样品中fe的含量。
2.根据权利要求1所述的一种测定海洋沉积物中铁含量的方法，其特征在于，步骤(2)中，加热消解的温度为50～60℃，加热消解的时间为30～60min。
3.根据权利要求1所述的一种测定海洋沉积物中铁含量的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硝酸、氢氟酸、高氯酸和盐酸的体积比为(3～5)：(2～5)：1：(1～2)。
4.根据权利要求1所述的一种测定海洋沉积物中铁含量的方法，其特征在于，步骤(3)中，以蒸馏水作为空白试验组，用火焰原子吸收分光光度法测定空白试验组的吸光度，将标准溶液的吸光度减去空白试验组的吸光度，与相应的铁的浓度绘制标准曲线。
5.根据权利要求4所述的一种测定海洋沉积物中铁含量的方法，其特征在于，每批样品中至少设计两个空白试验组。
6.根据权利要求1所述的一种测定海洋沉积物中铁含量的方法，其特征在于，步骤(1)中，预处理方法为：将海洋沉积物样品放入球磨机中球磨处理，加入研磨珠，所述研磨珠表面包覆有硅吸附剂。
7.根据权利要求6所述的一种测定海洋沉积物中铁含量的方法，其特征在于，所述硅吸附剂由以下重量份的组分组成：草酸10～20份，钼酸铵40～50份，水凝胶20～30份。
8.根据权利要求7所述的一种测定海洋沉积物中铁含量的方法，其特征在于，步骤(1)中，预处理方法为：球磨处理之前，先将研磨珠在水中浸泡10～30min。
9.根据权利要求8所述的一种测定海洋沉积物中铁含量的方法，其特征在于，浸泡过程中，采用频率为40～60khz的超声波震荡处理。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种测定海洋沉积物中铁含量的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述待测样品中fe的含量按照以下公式计算：
式中：w是海洋沉积物样品中铁的含量；
ρ是标准曲线上得到的铁的浓度，单位mg\l；
v是沉积物定容后的体积，单位ml；
m是样品的称取质量，单位g。
技术总结