土壤中重金属监测前处理技术

陈尚超 叶汝娇 吴蓓蕾

浙江省第十一地质大队 浙江温州 325000

目前，国内很多的学者开始研究被重金属污染的土壤采用怎样的修复技术比较合适，特别是一些以前被用作矿区或化工产品加工的污染土地。为了快速发展国内的经济建设，很多矿区在进行矿产加工的时候，没有很好的加工技术或没有环保处理设备，很多的重金属都进入到了土壤里面；还有一些加工磷肥、钾肥等化工厂其肥料本身就含有重金属，农民将化肥撒向农田，其土壤中的重金属再经由水稻、小麦、果实等进入到人体，最终在影响着人体的健康。因此，开展土壤中的重金属监测越来越重要，监测技术有石墨炉原子吸收光谱法、火焰原子吸收光谱法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射法、电感耦合等离子体质谱法、气相色谱法、 原子荧光法等，但是不论采用哪种方法，都需要对样品进行前处理。其原因在于不同城市、地区的土壤样品组成复杂，无法做到一样；不同地方土壤的物理、化学性质也会存在着不同，甚至会出现巨大的差异；采用不同的检测方法，根据仪器自身的特点和检测方法的需要，对样品也会有不同的要求。

1 重金属样品监测前处理技术

我国对于重金属污染的土壤样品在进行监测前，对样品进行处理的技术主要有消解法、干灰化法、蒸馏法、样品直接分析法，其中消解法是目前主要的采用方法，包括电加热板法、微波消解法、高压封闭消解等酸熔消解法和碱熔消解法。

（1）电热板消解法：主要是将土壤样品放入硝酸与高氯酸或过氧化氢与硫酸等组成的强混合酸中，然后通过电热板加热提高温度，对样品进行彻底的消解。该方法的优点是操作简单，价格便宜，可以处理很多的样品，但是其无法封闭，热量浪费较多；酸会随着加热产生的蒸汽带出，形成交叉污染。

（2）微波消解法：主要是利用微波能量对酸溶液进行加热，使得样品进行彻底溶解。该方法的优点是操作简单、试剂使用少、能量浪费少、受外界影响小，但是其处理的样品量少；测试样品少。

（3）高压封闭消解法：主要适合于具有易挥发性元素的土壤样品，保证测试的准确性，但是高压操作具有一定的危险性。

（4）碱熔消解法：主要是通过高温高压和碱熔剂来将土壤样品进行溶解，该方法检出限低、灵敏度高、样品溶解速度快，但是试剂用量多，空白值容易偏高，铬、镉、铅三种元素的检测值容易偏低。

（5）干灰化法：主要是将土壤样品中的有机物进行去除，然后用酸对灰分进行溶解，再通过火焰原子吸收方法来检测各元素，该方法试剂使用种类和用量较小，被监测样品的量可以范围内变化，但是灰化处理的时间较长，采用高温灰化的时候土壤中易挥发的元素无法监测。

2 电加热板法

电加热板法适合于采用石墨炉原子吸收光谱法或原子吸收光谱法监测土壤中的铅和镉，适用于采用原子吸收光谱法监测土壤中的总铬、总汞，适用于采用原子吸收光谱法监测土壤中的砷，铜、锌、铅、、和汞元素，适用于采用电感耦合等离子体质谱法监测土壤中的铜、铅、锌、镉、铬，适用于采用电感耦合等离子体原子吸收法监测土壤中铜、铅、锌、铬，适用于采用石墨炉原子吸收光谱法或 电感耦合等离子体质谱法监测土壤中除汞以外的全元素分析，适用于采用石墨炉原子吸收光谱法监测汞元素、冷蒸汽原子吸收光谱法监测总汞。

采用电感耦合等离子体原子吸收法监测土壤中铜、铅、锌、铬的时候，混酸采用8ml的氢氟酸、10ml的浓硝酸、2ml的高氯酸进行配制，然后与0.5g的样品进行混合，并在80-100℃范围内进行加热1小时，然后将温度升至140-150℃下加热，冒白烟后停止加热，冷却后加入4ml硝酸、1ml高氯酸，再次在140-150℃下加热，当变化糊状的时候加入2ml的硝酸，冷却转移至50ml容量瓶定容。

采用电感耦合等离子体质谱法监测土壤中的铜、铅、锌、镉、铬的时候，消解的处理工艺为先将称取0.8g-1.0g的样品，并用去离子水进行润湿，再加入3ml的硝酸后升温至120℃加热30min，待混合液稍冷后加入2ml氢氟酸继续升温至140℃后加热80min，然后加入1ml硝酸后升温至150℃后加热20min，最后冷却转移至50ml容量瓶定容。

3 微波消解法

微波消解法适用于土壤样品组成复杂、含有较多硅质、普通土壤、底泥中的重金属监测前处理。对于组成复杂、硅质较多的样品可以使用3ml盐酸、3ml氢氟酸、3ml去离子水和9ml浓硝酸对0.5g的土壤样品进行消解，处理的工艺为对酸溶液和土壤样品混合物进行微波消解温度有常温在5min内升至180℃，然后保温10min，最后冷却后转移至50ml容量瓶定容。对于普通土壤或底泥，可以采用10ml浓硝酸对样品进行溶解，其处理温度需在5.5min内升至175℃，然后保温10min，最后冷却转移至50 ml容量瓶定容。

4 结语

对重金属污染的土壤样品进行前处理的技术主要有消解法、干灰化法、蒸馏法、样品直接分析法，其中消解法是目前主要的采用方法，包括电加热板法、微波消解法、高压封闭消解等酸熔消解法和碱熔消解法，不同的方法各自有其优缺点，需要根据不同的样品、监测方法来确定。本文重点介绍了电加热板法、微波消解法的适用对象和不同检测方法下的测试元素。