土壤中重金屬檢測全流程

　　土壤檢測對污染土壤中各種重金屬含量的測定，也是對污染土壤治理和修復的首要環節。現階段各實驗室對土壤重金屬元素的檢測流程大同小異，但也有其獨到、差異的地方。

　　現階段土壤中重金屬的測定方法包括：化學分析法、光學分析法、電化學分析法、色譜分析法、原子吸收法、化學發光法等。目前常用的土壤重金屬檢測手段為：通過強酸等消煮土壤樣品，采用火焰原子吸收光譜(FAAS)、石墨爐原子吸收光譜(GF AAS)、原子熒光光譜(AFS)、等離子體發射光譜(ICP)等方法進行重金屬測定。

　　— 土壤分析 工作流程 —

　　在明確項目及檢測指標后，首先制定項目負責人，制定工作方案（包括初步的分析配套方案、參與人員、所用儀器設備、工作周期等），成立項目組；

　　其次，對涉及的分析方法進行提前確認，包括分析參數、設備狀態及所用試劑和材料等；

　　來樣后，按規定進行樣品驗收、編制密碼質控表，制定分析編號后進行樣品加工；

　　制備成合格的分析樣品后流轉至樣品管理組，下達任務派定單至分析人員，按規定的方法進行樣品分析測試；

　　對分析數據進行內部、外部質量控制，數據審核和判定，并進行異常分析；

　　形成檢測報告和包含質量監控和相關測試儀器參數及實驗流程等內容的工作質量自評價報告；

　　項目報告提交與評審驗收。

　　土壤分析前處理方法 —

　　1、土壤主要由無機物（已經風化成沙、淤泥、黏土的小顆粒巖石）、有機物（分解的植物、動物遺體和肥料統稱為腐殖質）、水和空氣組成。用于檢測的土壤樣品一般只含有無機和有機成分。

　　國標采用的消解方法就是用各種酸在高溫環境下破壞復雜的土壤結構，最后制成澄清、透明、適于儀器檢測的水溶液。

　　土壤作為農業生產的主要載體和生態環境的重要組成部分其質量好壞與人們生活息息相關。目前，土壤重金屬污染問題已成為日益嚴重的生態問題，也被列為本次土壤污染物詳查的必測部分。

　　2、消解方法

　　由于土壤結構的復雜性，要檢測土壤的成分，特別是其中重金屬元素的含量，必須進行消解。其重金屬元素的分析難點在于如何獲得消解完全的清澈溶液。

　　目前其前處理方法主要有：敞口消解、高溫密閉和微波消解三種。標準（GB/T17138~17141-1997及HJ 491-2009等）使用的方法是濕法消解，新主要用于測定土壤中Cu 、Pb 、Zn 、Cd 、Ni 等重金屬元素的含量。區別在于：

　　（1）敞口消解

　　稱取0.25-0.5g樣品，加入10mL鹽酸，低溫消解至剩余3-5mL，之后依次加入5mL硝酸、10mL氫氟酸和1mL高氯酸，加蓋加熱數小時后，開蓋，電熱板趕酸至高氯酸冒煙后，以硝酸或是鹽酸加熱提取鹽類，消解液以儀器測試。

　　注意事項：

　　①注意加酸順序、加酸量、消解時間和消解溫度的控制：

　　一般情況，加入酸的量為：0.1-0.25g樣品，加入酸量為5mL 鹽酸+（3至5）mL硝酸+（5至10）mL氫氟酸+1mL高氯酸；0.25-0.5g樣品，加入酸量為10mL 鹽酸+5mL硝酸+（10至20）mL氫氟酸+（1至3）mL高氯酸。如果土樣中有機質含量較高，則高氯酸的量相應要多加些，對于難消解土樣甚至要重復加一次四酸。

　　并不是加酸越多，消解效果就越好。酸加多了，會增加帶入雜質的風險。因為各種酸中不可避免會含有重金屬，酸加入越多，試劑誤差就會越大（尤其是Cr和Cu、Zn等元素），而且，加入酸的量越大，消解所需時間越長，增大了工作量。

　　 ②注意所用電熱板的材質，若是合金材質，在消解過程中，酸蒸汽會腐蝕電熱板，形成的腐蝕物粘在消解坩堝的表面，增加了引入污染的風險尤其是Cu、Ni、Pb等元素；

　　可通過：a 及時以吸塵器清理電熱板表面；b 轉移之前擦拭坩堝外表面的附著物；c 使用非金屬面的電熱板。d 嚴格控制試劑空白，對分析質量很關鍵，尤其是大批量的分析，可有效降低不同批次的批次差。

　　③消解時間，標準中是采用加入四酸后加蓋消解1-2h，之后直接開蓋趕酸，本方式溫度控制不合適很容易消解過快，導致元素含量偏低；以本中心的經驗，采用加酸消解1-2h后，放置過夜，次日開蓋趕酸，消解的更徹底，可有效改善此類問題；

　　④在鹽類提取時，大多是以硝酸或是單獨的鹽酸提取，以本中心的經驗，部分難消解樣品采用稀的逆王水提取效果更佳。

　　（2）高溫密閉消解

　　近年來，隨著硅酸鹽全微量分析方法的應用，高溫密閉法在土壤分析中開始應用。

　　準確稱取 0.1 g~0.2 g（100 目） 的土壤樣品于內套聚四氟乙烯坩堝中，用幾滴水潤濕后再加入硝酸 3 mL ，氫氟酸 1.0 mL，搖勻后將坩堝放入不銹鋼套筒中，擰緊在180 ℃的烘箱中消解 8 h，取出。

　　冷卻至室 ，取出內坩堝，用水沖洗蓋的內壁置于電熱板上在 100~120 ℃加熱除硅， 待坩堝內剩余約 2~3 mL溶液時， 加入 1 mL 高氯酸， 調高溫度至 170℃，蒸至冒濃白煙 后再緩蒸至近干，用 2% 稀硝酸沖洗內壁，定容至 50mL。

　　消解過程中要注意：

　　①器皿的清洗，避免殘留污染；

　　②消解溫度的控制，且要打開鼓風，保證整個烘箱內溫度均勻；

　　③本方法避免鹽酸的使用，因密閉用內罐是Teflon材質，外罐是不銹鋼套，鹽酸在高溫環境下會發生外滲Teflon罐，腐蝕不銹鋼套，易引入污染。

　　④經常檢查消解罐的蓋子與罐的匹配性，發現蓋子松動的不要使用，容易導致消解中酸的蒸干，消解失敗。

　　（3）微波消解

　　準確稱取 0.1 -0.2 g（100 目） 的土壤樣品，置于消解罐中，加入 1 mL 濃鹽酸和 4 mL濃硝酸，1 mL氫氟酸和 1 ml 雙氧水，將消解罐放入微波裝置，設定程序，使樣品在10 min內升高到 175 ℃，并在175 ℃保持 20 min 。

　　冷卻至室溫，消解后小心打開消解罐的蓋子，然后將放在趕酸儀中于 150 ℃敞口趕酸，至內容物近干，冷卻至 室溫后用去離子水溶解內容物然將液轉移于50 ml 容量瓶中，用去離子水定容至 50 ml 。

　　注意事項：

　　 ①微波消解法對溶樣器皿要求高，為避免過壓爆炸需保證器皿的絕對清潔，對實驗器皿的處理無形中增加了分析人員的工作量；

　　 ②微波消解法中所使用的消化管在實驗的趕盡HF步驟中，由于容器的特殊性,受熱面積小從而導致這一步驟的溫度及時間不易控制。