土壤和沉积物六价铬样品碱溶液提取过程的 改良方法

吉妮妮，王远，黄荣

(西安京诚检测技术有限公司，陕西 西安 710048)

0 引言

土壤中六价铬危害较大，会对人造成生理毒性和免疫毒性，合适的消解办法和检测方法能够正确识别出土壤中六价铬含量，对于识别污染和后期土壤修复提供参考具有重要意义。

国家环境保护标准HJ 1082—2019《土壤和沉积物六价铬的测定 碱溶液提取-火焰原子吸收分光光度法》中碱溶液提取过程为：准确称取5.00 g样品置250 mL烧杯中，加入50.0 mL碱性提取溶液，再加入400 mg氯化镁和0.5 mL磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲溶液。放入搅拌子用聚乙烯薄膜封口，置于磁力搅拌加热装置上。常温下搅拌样品5 min后开启加热装置，加热搅拌至90～95 ℃，消解60 min。取下烧杯，冷却至室温。用0.45 μm滤膜抽滤，将滤液置于250 mL烧杯中，用浓硝酸调节溶液的pH值至7.5±0.5。将此溶液转移至100 mL容量瓶中，用二级水稀释定容，摇匀，待测[1]。在实际运用过程中，笔者发现该过程存在几点问题，文章通过分析此过程存在的问题并提出具体解决办法加以改良，以实现提高土壤和沉积物六价铬样品碱溶液提取过程的易操作性和大批量处理样品的可行性。

1 过程探究

HJ 1082—2019中碱溶液提取过程存在以下问题：

(1)盛有样品的烧杯在磁力搅拌加热装置上搅拌过程中不易固定，烧杯经常被甩偏甚至甩离搅拌器，易造成提取过程的反复操作，甚至安全问题[2]；

(2)因磁力搅拌加热装置带有温度感应杆，提取过程会伸入到盛有样品的烧杯中，同时要在烧杯中放入搅拌子，所以在后续过程中如果未将温度感应杆或搅拌子冲洗干净，易造成样品损失以及样品之间的交叉污染；

(3)磁力搅拌加热装置市面上有售的多为1至6联，即目前使用磁力搅拌加热装置进行碱溶液提取土壤和沉积物的六价铬，1台设备最大处理样品的数量在6个左右，很难达到样品的大批量处理；

(4)按照此标准，土壤和沉积物样品经搅拌加热装置消解后，冷却至室温，需用0.45 μm滤膜抽滤。在实际检测过程中，土壤样品特别是沉积物样品很难通过0.45 μm滤膜，需要很长时间才能完成抽滤过程，同时，1台抽滤设备1次只能抽滤1个样品，且抽滤后要进行抽滤器皿的清洗，导致抽滤过程进程缓慢且可能造成样品之间交叉污染。

2 过程改良

针对标准中碱溶液提取过程存在的问题，我们对其进行改良，具体为：(1)将磁力搅拌加热装置替换为恒温水浴振荡装置；(2)将0.45 μm滤膜过滤替换为中速定量滤纸过滤。通过反复试验，改良后的方法，可实现以下效果：

①1台恒温水浴振荡装置可以同时处理大约18个样品，同时过程中不需要在盛有样品的容器中加入搅拌子等小部件，过程简单易控，同时避免了样品损失以及交叉污染的可能；

②多个样品可以同时并且单独进行过滤，大幅度提高了过滤速度，同时避免了样品间的交叉污染。

3 精密度和准确度验证

土壤和沉积物六价铬样品碱溶液提取过程经过上述两方面的改良后，可使整个提取过程易操作，也实现了样品的大批量处理，并且避免了样品损失以及交叉污染的风险[3]。此外，改良后的方法也满足标准中对于精密度和准确度的要求。

3.1 标准物质精密度和准确度验证

9 mg/kg、49.8 mg/kg、48.0 mg/kg、48.8 mg/kg以及47.5 mg/kg，所有测量结果均在标准样品标准值范围内，同时相对标准偏差为2.00%，相对误差为-0.003%～0.052%，说明实验室通过碱液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中六价铬在准确度和精密度上满足国家标准要求。

3.2 土壤样品加标回收实验精密度和准确度验证

通过加标回收实验对土壤样品六价铬进行测定，来评价该方法的准确度和精密度[4]，具体方法如下：将留样的土壤样品T79 mg/kg、49.8 mg/kg、48.0 mg/kg、48.8 mg/kg以及47.5 mg/kg，所有测量结果均在标准样品标准值范围内，同时相对标准偏差为2.00%，相对误差为-0.003%～0.052%，说明实验室通过碱液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中六价铬在准确度和精密度上满足国家标准要求。

3.3 土壤样品加标回收实验精密度和准确度验证

通过加标回收实验对土壤样品六价铬进行测定，来评价该方法的准确度和精密度[4]，具体方法如下：将留样的土壤样品T7101按照改良后的方法进行制备。因为该样品中未测出目标物质，因此对该样品进行加标(加标量40 μg)，具体方法：称取一定量的土壤样品，置于250 mL烧杯中，再移取0.8 mL的六价铬标准储备溶液(50 mg/L)加入到不同烧杯中，作为实际加标样品，然后改良后的方法对加标样品进行制备。按照上述过程，制备加标样品进行测定，同时制备2份空白样品。

具体测试结果：0.3340 mg/L、0.3344 mg/L、0.3427 mg/L、0.3348 mg/L、0.3361 mg/L以及0.3340 mg/L，实际加标量为：33.4 μg、33.4 μg、34.3 μg、33.5 μg、33.6 μg以及33.4 μg，得到的加标回收率为83.5%～85.7%，表明实验室通过碱液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中六价铬，在准确度方面符合要求。同时，对3个不同浓度加标样品的浓度值进行相对标准偏差的计算，为1.00%，表明实验室通过碱液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中六价铬，在精密度方面符合国家标准要求。

3.4 沉积物样品加标回收实验精密度和准确度验证

通过加标回收实验对沉积物样品六价铬进行测定，来评价该方法的准确度和精密度，具体方法如下：将留样的沉积物样品T1101按照改良后的方法进行制备，因为该样品中未测出目标物质，因此对该样品进行加标(加标量35 μg)，方法为称取一定量的沉积物样品，置于250 mL烧杯中，再移取0.7 mL的六价铬标准储备溶液(50 mg/L)加入到不同烧杯中，作为实际加标样品，然后对加标样品进行制备。按照上述过程，制备加标样品进行测定，同时制备2份空白样品。

具体测试结果：0.3377 mg/L、0.3188 mg/L、0.3148 mg/L、0.3184 mg/L、0.3219 mg/L以及0.3163 mg/L，实际加标量为：33.8 μg、31.9 μg、31.5 μg、31.8 μg、32.2 μg以及31.6 μg，得到的加标回收率为89.9%～96.5%，表明实验室通过碱液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中六价铬，在准确度方面符合国家标准要求。同时对两个不同浓度加标样品的浓度值进行相对标准偏差的计算，分别为2.61%，表明实验室通过碱液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中六价铬，在精密度方面符合国家标准要求。

3.5 空白加标样品精密度和准确度验证

通过空白加标样品(加标量0.1 mg/L)的测定，最后再次评价该方法的精密度。具体方法如下：移取0.20 mL浓度为50 mg/L的六价铬标准储备液于250 mL烧杯中，然后按照改良后的方法，对空白加标样品进行制备。依照上述方法，制备6份对空白样品进行加标处理的溶液。

具体测试值分别为：0.1056 mg/L、0.0983 mg/L、0.1048 mg/L、0.1035 mg/L、0.1013 mg/L以及0.1085 mg/L，相对标准偏差为3.42%，同时加标回收率在98.3%～108.0%之间，表明实验室通过碱液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法测定土壤和沉积物中六价铬在准确度和精密度方面均符合国家标准要求。

4 结语

综上所述，土壤和沉积物六价铬样品碱溶液提取过程经过将磁力搅拌加热装置替换为恒温水浴振荡装置、将0.45 μm滤膜过滤替换为中速定量滤纸过滤两方面的改良，通过反复试验，改良后的方法使整个提取过程易操作，实现了样品的大批量处理，避免了样品损失及交叉污染的风险，同时改良后的方法也满足国家标准对于精密度和准确度的要求。笔者希望通过此方法的改良，让检测人员能够快捷、方便地实现土壤和沉积物六价铬样品碱溶液的提取，使检测样品的分析达到高效、准确、高质量的目的。