淺談土壤濕法消解測試重金屬含量

徐麗 項(xiàng)厚生 王濤 高偉

（江蘇國測檢測技術(shù)有限公司 江蘇蘇州 215300）

土壤的成分以及結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，測試土壤中的重金屬含量必須對土壤進(jìn)行消解，我們常用到的就是濕法消解。日常分析中我們會遇到各種各樣的問題，本文就我們?nèi)粘３霈F(xiàn)的問題做一些簡單的總結(jié)，提出一些個人看法。

1 前處理方法

1.1 試樣的制備

國家標(biāo)準(zhǔn)中濕法消解是“用水濕潤后加入10ml鹽酸，于通風(fēng)櫥內(nèi)電熱板上低溫加熱，是樣品初步分解，當(dāng)蒸發(fā)至約剩3ml時，取下稍冷，然后加入5ml硝酸，5ml氫氟酸，3ml高氯酸，加蓋后于電熱板上中溫加熱1h左右，然后開蓋，繼續(xù)加熱除硅。用水沖洗坩堝蓋和內(nèi)壁，并加入1ml硝酸溶液溫?zé)崛芙鈿堅(jiān)⑷芤恨D(zhuǎn)移至25ml容量瓶中，冷卻后定容，搖勻備測?！?/p>

1.2 實(shí)驗(yàn)器皿

國家標(biāo)準(zhǔn)中提到用消解的器皿是聚四氟乙烯坩堝，聚四氟乙烯材質(zhì)的實(shí)驗(yàn)器皿耐高溫，比較適合土壤消解，而且聚四氟乙烯坩堝帶蓋子，密封消解會使消解的效果更好。但是需要注意的是每次開蓋的時候會發(fā)現(xiàn)有部分消解液凝結(jié)在蓋子上面，因此我們在開蓋的時候需要讓蓋上面的消解液流入坩堝中，以免樣品損失導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低。

1.3 溫度控制

標(biāo)準(zhǔn)中先用低溫加熱初步分解樣品，然后中溫加熱。鹽酸的沸點(diǎn)在110℃左右，因此本人覺得初步分解的溫度最好在110℃左右比較好，這樣可以避免溫度過高產(chǎn)生爆沸的現(xiàn)象。接下來加入硝酸、氫氟酸和高氯酸后中溫加熱，可是中溫加熱的溫度多少比較合適,加好三個酸后從110℃慢慢加熱到中溫消解效果好還是先把電熱板加熱到中溫再把加好酸的樣品放上去,經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)前者的效果比后者的效果好；通過參考一些文獻(xiàn)資料，覺得中溫溫度最好控制在200℃~250℃這個范圍內(nèi)消解的效果更佳。

1.4 實(shí)驗(yàn)用酸控制

標(biāo)準(zhǔn)中先用鹽酸初步分解，然后加入硝酸、氫氟酸和高氯酸消解，最后用硝酸定容。在剛開始的時候加入少量的水潤濕樣品就好，水量多了就會稀釋了鹽酸，影響初步消解的效果。后面加入硝酸、氫氟酸和高氯酸加蓋中溫加熱，本人覺得把酸一起加入消解的效果比較差，坩堝內(nèi)壁上面很容易沾上一圈土壤中難消解有機(jī)質(zhì)，后面需要多次循環(huán)加酸。在實(shí)驗(yàn)的過程中，我們先加入硝酸，溫度控制在180℃左右消解，消解15min左右，稍冷后加入氫氟酸和高氯酸，且溫度需要升高到200℃~250℃這個范圍內(nèi)加蓋消解1h。本人多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)按照這樣的加酸以及升溫的方法樣品消解的時間縮短了很多，內(nèi)壁上也不容易產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)，即使有量也是很少的，如果再加入高氯酸很容易就除去有機(jī)質(zhì)了。當(dāng)樣品消解液呈現(xiàn)白色或淡黃色的粘稠物的時候加入1ml的硝酸，并用高純水沖洗坩堝蓋以及坩堝內(nèi)壁，最后放在電熱板上加熱至微沸。冷卻后定容。

2 測試儀器

國家標(biāo)準(zhǔn)基本上使用的是分光光度法比較多。電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀是在熱能的作用下，樣品蒸汽（火焰）中的基態(tài)原子吸收了能量，最外層的電子產(chǎn)生躍遷，從低能態(tài)躍遷到較高能態(tài)，它就成為激發(fā)態(tài)原子。激發(fā)態(tài)原子很不穩(wěn)定，當(dāng)它回到基態(tài)時，這些能量以熱或光的形式輻射出來，成為發(fā)射光譜，測出發(fā)射光波的強(qiáng)度，求出樣品中待測元素的能量。因此，發(fā)射光譜的靈敏度取決于樣品蒸汽中激發(fā)態(tài)原子的濃度。

原子吸收分光光度計(jì)是基于從光源輻射出待測元素的特征光波，通過樣品的蒸汽（火焰）時，被蒸汽中待測元素的基態(tài)原子所吸收，由輻射光波強(qiáng)度減弱的程度，求出樣品中待測元素的含量，因此，吸收光譜的靈敏度取決于樣品蒸汽中基態(tài)原子的濃度和元素的激發(fā)能。從檢出限的角度考慮的話優(yōu)先選擇電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，但有些元素的含量很低的時候我們還是選擇石墨爐原子吸收分光光度計(jì)，比如鎘。原子吸收是單一吸收譜，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀是所有元素的吸收譜，多個元素測試的時候可以選擇電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀。因此，在測試儀器選擇方面可以根據(jù)個人需要擇優(yōu)選擇。

3 結(jié)語

土壤成分復(fù)雜，我們在工作中可以不斷優(yōu)化消解過程，擇優(yōu)選擇測試儀器。消解過程中用到的都是強(qiáng)酸，加熱還會產(chǎn)生其他有毒物質(zhì)，因此我們需要在通風(fēng)櫥中操作，并做好安全防護(hù)工作。

[1]嚴(yán)平川，陳琨.濕法消解土壤過程的技術(shù)細(xì)節(jié)探討.河湖水生態(tài)水環(huán)境專題論壇論文集，2011.

[2]李海峰，王慶仁，朱永官.土壤重金屬測定兩種前處理方法的比較.環(huán)境化學(xué)，2006.10-8-109.

[3]李曉燕.現(xiàn)代儀器分析.化學(xué)工業(yè)出版社，2008.08.01.