快速消解-石墨炉原子吸收分光光度法测定土壤中的铅

姜传军 程燕 陈卓

摘要：分别采用HCl-HN03-HF-HClO4全消解和HC1-HN03-HF快速消解对土壤进行消解，用石墨炉原子吸收分光光度法测定其中铅的含量。结果表明，快速消解的准确度、精密度均符合要求，与全消解相比，其所需的消解时间大大缩短、所用酸量大为减少。

关键词：土壤;铅;快速消解;石墨炉;原子吸收

中图分类号 TS210.7 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）16-0158-03

随着我国经济社会的发展，重金属对环境的污染越来越受到公众的关注。重金属元素通过各种途径进入土壤，以致在土壤中积累而造成污染[1]。土壤中的重金属可通过动植物进而迁移到人体内，对人体健康造成严重危害[2]，因而重金属已被很多国家列为优先控制污染物[3-4]。铅是土壤重金属污染中常见的污染源，其来源广泛，长期积累对动植物及人类的影响较大[5]。我国对土壤污染的质量标准主要有GB 15618-2018、GB36600-2018，2个标准都对铅的浓度进行了限定[6-7]。

目前，我国对土壤样品常用的消解方法有电热板湿法消解法、王水提取法、微波消解法等;消解体系常用HCl- HN03-HF-HCl04、HN03-HF-HC104、HN03-HF-H2O2、王水等[8-12]。这些消解方法大部分都存在较长的赶酸时间且用酸量较大的问题。为此，本研究分别采用HCl-HN03-HF石墨消解仪进行半密闭回流快速消解和hcl-hno3-hf-hclo4全消解法表明，对土壤进行消解，用石墨炉原子吸收法测定土壤中铅，以期为土壤中铅含量的测定提供一种简单快速的分析方法。

1 主要仪器与试剂

1.1 仪器设备 （1）美国PE：AAS-900Z石墨炉原子吸收分光光度计;（2）瑞士梅特勒-托利万分之一电子天平;（3）北京动迈世纪GS-24消解赶酸仪。

1.2 主要试剂 铅标准溶液：100mg/L国家有色金属及电子材料分析测试中心;国家土壤标准物质GBW07430（GSS-16）地球物理地球化学勘查研究所（IGGE）;硝酸钯溶液：Pd18.09%wt，阿拉丁试剂有限公司;硝酸（HN03）：p1.42g/mL，优级纯，国药集团化学试剂有限公司;氢氟酸（HF）：p1.15g/mL，優级纯，国药集团化学试剂有限公司;浓盐酸（HCl）：p1.18g/mL，优级纯，国药集团化学试剂有限公司;高氯酸（HClO4）： pl.76g/mL，优级纯，天津政成化学制品有限公司;试验用水均为超纯水，电阻率为18.2MH*cm 以上。

2 试验方法

2.1 消解方法

2.1.1 HC1-HN03-HF快速消解法 称取0.2g左右土壤样品（精确至O.OOO1g），于50mL带盖塑料离心管（PP材料）中，用适量水湿润，加1.OmL HN03+1.0mL HCl +2.0mL-HF，加盖（盖子不可旋紧），在120℃石墨消解仪上加热，中途可拿起离心管轻摇几下离心管使反应更充分，消解60min，取下稍冷，用去离子水定容至50mL，摇匀，3000r/min离心10min或静置过夜待测。

2.1.2 HCl-HN03-HF-HCl04全消解法称取0.2g 左右土壤样品（精确至O.OOO1g），于50mL聚四氟乙烯消解罐中（消解罐于50%HN03中浸泡过夜后用超纯水冲洗干净除干后备用）。用少量水润湿后加入5mLHCl，于通风橱内的石墨消解仪上120℃加热，使样品初步分解，待蒸发至约剩3mL取下稍冷。加入5mL HN03、5mLHF、3mLHCl04，加盖160℃加热1h。开盖，180℃继续加热，并经常摇动消解罐，当白烟冒尽且内容物呈粘稠状时，取下稍冷，加入1mL HN03温热溶解可溶性残渣，冷却后全量转移至500mL容量瓶，用实验用水定容至标线，摇匀，待测。

2.2 仪器参数 工作条件波长283.3，光谱通带0.7nm，灯电流10mA，载气为高纯氩气，纵向交流zeeman效应背景校正。石墨炉升温程序如表1所示。

2.3 样品测定

2.3.1 快速消解法测定 将铅国家标准溶液（100mg/L）用1%硝酸逐步稀释成50μg/L，再由仪器自动稀释成0μg/、12.5μg/L、25μg/L、37.5μg/L的标准系列溶液，选择标准加入法，按仪器工作条件进行测定，制作标准曲线。然后取消解后上清液稀释10倍后上机测定。进样体积为16μL+硝酸钯（Pd：90μg/L）基体改进剂5μL+超纯水16μL。

2.3.2 全消解法测定 将铅国家标准溶液（100mg/L）用1%硝酸逐步稀释成50μg/L，再由仪器自动稀释成0μg/L、10μg/L、20μg/L、30μg/L、40μg/L、50|μg/L的标准系列溶液，选择外标法，按仪器工作条件进行测定，制作标准曲线。然后取消解后溶液上机测定。进样体积为20μL+硝酸钯（Pd：90μg/L）基体改进剂5μL+超纯水2μL。

3 结果与分析

分别用快速消解和全消解的标准土壤GSS-16以及实际土样中的铅进行分析GSS-16的保证值为（61±2） mg/kg，结果如表2所示。由表2可知，快速消解和全消解的6个平行样的值都在保证值内，符合准确度要求。全消解的GSS-16和实际土样6个平行样的相对标准偏差分别为0.28%、1.27%。快速消解的GSS-16和实际土样6个平行样的相对标准偏差分别为1.33%、2.55%;快速消解的精密度略低于全消解，但完全满足GB/T17114-1997的要求。

4 结论与讨论

土壤消解的好坏直接决定了结果准确与否，同时消解的过程也是最费时费力的，因此，如何选择一个合适的消解方法是非常关键的。传统的全消解是对样品进行彻底的消解，打开土壤中的所有晶格，使待测元素形成可溶性的离子状态而全部进入试液[13]。但这就使得在消解的过程中所需要的酸量较大，消解时间较长，而且由于消解罐的重复使用，极易引起铅元素的残留问题。半密闭回流快速消解，利用混合酸加热回流打开土壤样品的矿物晶格，溶出待测元素，只要待测元素已溶出就达到了消解目的[14]。与全消解方法相比，消解时间大大缩短、消解所用的酸量也大为减少。并且由于消解所用的塑料离心管是一次性的，所以很好地解决了铅元素残留问题。消解管不用浸泡清洗，大大减少了HNO3的使用量，减轻了实验人员的工作量，提高了工作效率。

本试验采用全消解和半密闭回流快速消解对土壤样品进行消解，以硝酸钯为基体改进剂，优化仪器条件对土壤样品进行铅含量测定。结果表明，快速消解准确度、精密度都能满足测定要求，适合于日常土壤样品中铅含量的测定，特别是对于量大、时间要求紧的样品，能够快速完成样品的分析。

参考文献

[1]张芹芹.石墨消解仪低温快速消解法测定土壤中的铅、镉元素含量[J].云南化工，2018，45（ 10） ： 130-131.

[2]魏复盛.土壤环境监测分析方法[M].北京：中国环境出版集团，2019.

[3]Moller A， Muller H W， Abdullah A，et al.UrhansoilpollutioninDa-mascus， Syria ： Concentrations andpatterns of heavy metals in thesoils of the DamascusGhouta[J].Geoderma，2005，124（2） ：63-71.

[4]Wang Yuanpeng，Shi Jiyan，Wang Hui，et al.Theinfluence of soilheavy metals pollution on soil microhiabiomass， enzyme activity，and community compositionnear a copper smelter [J].Ecotoxicolo-gy ancIEnvironmental Safety， 2007，67（1） ： 75-81.

[5]王麗华，唐容，刘尉.土壤中铅污染及其植物修复技术综述[J].南方农业，2017，11 （22）： 105-107.

[6]生态环境部，国家市场管理总局.GB 15618-2018 土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）[S].2018.

[7]生态环境部，国家市场管理总局.GB 36600-2018土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）[S].2018.

[8]国家环境保护局.GB/T 17141—1997 土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法[S].1997.

[9]环境保护部.HJ 803-2016土壤和沉积物12种金属元素的测定王水提取-电感耦合等离子体质谱法[S] .2016.

[10] 环境保护部.Hj 832-2017 土壤和沉积物金属元素总量的消解微波消解法[S].2017.

[11]龙加洪，谭菊，吴银菊，等.土壤重金属含量测定不同消解方法比较研究[J].中国环境监测，2013，29（2）：123-126.

[12]Silva Yj ， Nascimento CW，Biondi CM.Comparison of USEPA di-gestion methods to heavy metals in soils samples [J]. EnvironMonit Assess，2014，186：47-53.

[13]字润祥，刘云，董文怡.回流在土壤样品前处理过程中的应用[J].环境科学导刊，2016，35（4）： 111-114.

[14] 朱文进.快速消解-石墨炉原子吸收法测定土壤中镉[J].中国卫生检验杂志，2017，27 （6）： 789-791. （责编：张宏民）

基金项目：安徽省科技重大专项项目（17030801028）;合肥市借转补项目（J2018G26）。

作者简介：姜传军（1990-），男，安徽怀宁人，助理工程师，从事环境监测工作。 收稿日期：2020-06-30