環(huán)境治理一直是重中之重的問(wèn)題，而土壤染污是其中之一，土壤污染物一般分為無(wú)機污染物和有機污染物兩大類(lèi)。無(wú)機污染物主要包括酸、堿、重金屬，鹽類(lèi)、放射性元素銫、鍶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有機污染物主要包括有機農藥、酚類(lèi)、氰化物、石油、合成洗滌劑、3,4-苯并芘以及由城市污水、污泥及廄肥帶來(lái)的有害微生物等。對土壤的研究即離不開(kāi)對土壤樣品進(jìn)行預處理，從而測定分析土壤重金屬微量元素。

為什么要對土壤進(jìn)行前處理呢？

由于大多數分析方法如原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電化學(xué)法、發(fā)射光譜法以及比色分析法等分析，均要求把分析的樣品進(jìn)行去雜然后轉成透明無(wú)色或者程淡黃色的溶液才可以直接進(jìn)行上機檢測。除少數儀器，如X射線(xiàn)熒光光譜儀、中子活法，火花源質(zhì)譜可直接對固體樣品進(jìn)行無(wú)損測定。因此土壤樣品需要進(jìn)行前處理，是根據選擇的分析設備而定，每一種前處理方法各有各的特點(diǎn)優(yōu)勢，結合不同的元素分析儀可以靈活應用使得實(shí)驗事半功倍。

 

土壤進(jìn)行前處理消解前需要滿(mǎn)足這五大要求

 

1、稱(chēng)取的固體樣品應該是按規定的要求加工的（如粉碎、分樣等），是均勻有代表性的。

 

2、樣品中需要測定的被測元素應該完全溶入溶液中（樣品是否“全溶”可根據需要來(lái)定）。設定一個(gè)合理、環(huán)節少、易于掌握、適用于處理大量樣品的化學(xué)處理方法。

 

3、在應用化學(xué)方法處理時(shí)，根據需要可將被測元素進(jìn)行富集、分離；分離的目的是將干擾被測元素測定的基體和其他元素予以分離以提高測定準確度。必須考慮的前提是“被測元素必須富集完全，不能有損失，而分離的組分。不必分離十分干凈。

 

4、整個(gè)處理過(guò)程中應避免樣品的污染，包括固體樣品的制備（碎樣，過(guò)篩、分樣）、實(shí)驗室環(huán)境、試劑（水）質(zhì)量、器皿等。

 

5、有時(shí)需要考慮分析試液中總固體溶解量（總鹽），過(guò)高的總固體溶解量將造成基體效應干擾、譜線(xiàn)干擾和背景干擾。一般來(lái)講，對于試樣中溶解性總固體含量在10mg/ml(1%)左右的試液，在不長(cháng)時(shí)間進(jìn)行分析時(shí)，是不會(huì )堵塞進(jìn)樣系統的。在常規分析工作中，分析試液的溶解性總固體含量希望越低越好，一般控制在 1mg/ml(0.1%)左右，在測定元素靈敏度滿(mǎn)足的情況下，有時(shí)控制在0.5mg/ml(0.05%)左右以下。因此，無(wú)機元素分析的樣品前處理盡可能情況下采用酸分解而不采用堿融，稀釋倍數在 1000 倍左右。

 

土壤樣品前處理的常用設備

 

全自動(dòng)石墨消解儀-解放人力操作的自動(dòng)設備，通過(guò)程序控制，全自動(dòng)進(jìn)行加酸、搖均、加熱消解、定容，一套消解方法，自動(dòng)完成樣品預處理工作，大大提高工作效率。72孔大通量設計，滿(mǎn)足多樣品量，多樣品類(lèi)別的用戶(hù)。

全自動(dòng)石墨消解儀

 

智能石墨消解儀-繼電熱板后的智能系統首次上線(xiàn)的產(chǎn)品，通過(guò)程序多段控制溫度加熱樣品；高純石墨包裹式加熱，可多方位讓樣品受熱，加熱更加均勻，溫度穩定性高；分體控制，可用平板電腦遠程程序控制，避免酸霧及熱源傷害；整機外圍無(wú)金屬部件，加強防腐功能，延長(cháng)使用壽命。

智能石墨消解儀

 

陶瓷電熱板-是一款新型的陶瓷材質(zhì)電熱板，加熱快速均勻，具有超大加熱臺面，滿(mǎn)足多個(gè)樣品同時(shí)加熱、消解、趕酸；陶瓷材質(zhì)面板比金屬面板更耐腐蝕，而且清潔更容易，有著(zhù)“一抹即凈，不會(huì )生銹 ” 的稱(chēng)號；分體控制打破傳統一體式控制方式，操作人員在控制時(shí)可遠離加熱體，免受熱源及酸霧的傷害；自動(dòng)溫度警示功能，更人性化的警示在50度高溫以上就會(huì )提示，避免人員觸碰被燙傷。

實(shí)驗室電熱板

 

根據用戶(hù)不同的需要及樣品量的處理情況，選擇一款合適的消解設備非常的關(guān)鍵，相當于一個(gè)智能助手一樣幫助您快速完成前處理消解。還可以不同設備之間進(jìn)行搭配使用，讓實(shí)驗無(wú)縫隙完成消解。下面分享16種使用不同設備進(jìn)行土壤樣品進(jìn)行消解的方法，提供的方法僅供參考不做商業(yè)使用，方法主要通過(guò)收集分享方式與用戶(hù)及專(zhuān)業(yè)人員交流。

 

16種國標土壤消解方法

 

消解方法1

 

（HJ/T166）0.5g土樣置于四氟乙烯消解管中，插入智能石墨消解儀的消解孔中，然后幾滴水潤濕后，加入10ml 濃HCl，控制器設定低溫（80-100℃）加熱蒸發(fā)剩約5ml 時(shí)，加入 15ml濃硝酸，繼續加熱（100-120℃）至粘稠，再加入10ml 氫氟酸繼續加熱，（ 120℃）并適時(shí)搖動(dòng)消解管。最后加入5ml高氯酸，并加熱至白煙冒盡（130℃ ），分解物呈白色或淡黃色粘稠物。冷卻后用稀酸溶液（ 10%硝酸）沖洗消解管內壁及消解管蓋，溫熱溶解殘渣，冷卻后定容至50ml。

 

方法適用于測試土壤中的銅、鉛、鋅、鉻、鎘、砷等。

 

消解方法2

 

（GB/T17141-1997、17138-1997）0.3g土樣置于 50ml四氟乙烯坩堝中，少量水潤濕后加入10ml濃鹽酸，低溫加熱（80-100℃）蒸發(fā)至約剩 3ml時(shí)，取下稍冷；然后加入5ml硝酸、4ml氫氟酸、 2ml 高氯酸，加蓋陶瓷電熱板加熱（120℃）1h左右，然后開(kāi)蓋繼續加熱飛硅（常搖動(dòng)坩堝）。當加熱至濃厚白煙出來(lái)時(shí)，加蓋，除去有機物。當白煙散盡內容物變粘稠時(shí)，取下稍冷，用少量水沖洗坩堝內壁，加入 1ml（1+1）鹽酸溶液溫熱溶解殘渣。轉移至25ml容量瓶定容待測。

 

方法適用于GFAA法測土壤中鉛、鎘。也適用于FAA法測試土壤中銅、鋅。

 

消解方法3

 

（GB/T17140-1997）如最后一步改用（1+5）硝酸溶液1ml溶解殘債，則可轉移至 100ml分液漏斗中，加水約50ml，搖勻。再加入2mol/L的 KI 溶液2.0ml，2ml10%的抗壞血酸溶液，搖勻。然后準確加入5.0ml 的MIBK，振搖1-2min，靜置分層，有機相待測。

 

方法適用于FAA法測土壤中鉛、鎘。

 

如加入KI出現沉淀，證明高氯酸未驅除干凈。大量沉淀會(huì )導致測試結果偏低，建議用NaI代替KI。

 

消解方法4

 

方法適用于FAA法測土壤中總鉻。

 

（GB/T17137-1997）取0.2g土樣與四氟乙烯坩堝中，少量水潤濕后，加入（1+1）硫酸 5ml，濃硝酸10ml，加蓋在陶瓷電熱板加熱（120℃） 1h 左右，開(kāi)蓋繼續加熱；待分解物粘稠后，加入5ml氫氟酸中溫除硅，經(jīng)常搖動(dòng)坩堝。加熱至三氧化硫白煙后，加蓋繼續加熱30min，然后取下坩堝稍冷后，用少量水沖洗干過(guò)內壁和蓋子，再加熱是白煙散盡并蒸至內容物呈不流動(dòng)態(tài)。取下坩堝稍冷，加入 1+1鹽酸3ml溫熱溶解殘渣，轉移至50ml容量瓶中，加入 5ml10% 的氯化銨溶液后定容。

 

消解方法5

 

方法適用于CVAA法測土壤中總汞。注意器皿清洗和全程序空白樣品檢查。如試樣有機質(zhì)較多，可預先用5ml硝酸回流40min 。

 

（GB/T17136-1997）取1g土樣于150ml錐形瓶中，少量水潤濕樣品后，加入（ 1+1）硫酸-硝酸混酸8ml，待反應停止后，加入蒸餾水 10ml ，2%的高錳酸鉀溶液10ml，瓶口插一漏斗，陶瓷電熱板加熱（80-100℃ ）45min，然后取下冷去。分解過(guò)程中如紫色褪去，應隨時(shí)補加高錳酸鉀溶液，保證體系中高錳酸鉀過(guò)量。臨測定前搖動(dòng)中加入20%的鹽酸羥胺溶液，使紫色剛好褪去及容器壁上的二氧化錳全部褪色。

 

消解方法6

 

方法適用于土壤中鎘、鈷、銅、鉻、錳、鎳、鉛、鋅、釩、砷、鉬、銻共12種元素的ICP-MS法測定。

 

（HJ803-2016）取0.1g土樣置于四氟乙烯密閉消解罐中，加入6ml王水，微波消解 47min；消解結束后靜置冷卻，慢速濾紙過(guò)濾，純水定容至50ml。

 

消解方法7

 

方法適用于土壤中鎘、鈷、銅、鉻、錳、鎳、鉛、鋅、釩、砷、鉬、銻共12種元素的ICP-MS法測定。

 

（HJ803-2016）取0.1g土樣置于100ml錐形瓶中，加入 6ml王水，放上玻璃漏斗陶瓷電熱板微沸2h；消解結束后靜置冷卻，慢速濾紙過(guò)濾，純水定容至50ml 。

 

消解方法8

 

方法適用于土壤中鉈、鈹、錳、銅、鉛、鋅、鎘、鉻、鎳、鈷、釩共11種元素的測定。

 

（HJ832-2017）取0.25-0.5g土樣置于四氟乙烯消解罐中，依次加入6ml硝酸、 3ml鹽酸、2ml氫氟酸，使樣品和消解液充分混勻，按程序微波消解48分鐘；消解結束后靜置冷卻， 1%硝酸定容至25ml。

 

消解方法9

 

方法適用于土壤中砷、鉍、汞、銻、硒共5種元素的測定。

 

（HJ832-2017）取0.25-0.5g土樣置于消解罐中，依次加入2ml硝酸、 6ml鹽酸，使樣品和消解液充分混勻，按程序微波消解35分鐘；消解結束后靜置冷卻，實(shí)驗用水定容至25ml 。

 

消解方法10

 

方法適用于土壤中汞、砷、硒、鉍、銻的AFS法測定。

 

（HJ680-2013）取0.1-0.5g土樣與250ml三角瓶中，加入 6ml鹽酸、2ml硝酸，混勻樣品；按程序微波消解45分鐘，冷卻定容 50ml 。

 

消解方法11

 

方法適用于土壤中總鉻的ICP-AES法測定。

 

（HJ491-2009）取0.2-0.5g土樣置于四氟乙烯坩堝中，加2滴蒸餾水潤濕樣品后，加入 10ml鹽酸，低溫加熱至3ml，稍冷；然后加入5ml硝酸、 5ml 氫氟酸、3ml高氯酸，加蓋后陶瓷電熱板中溫加熱1h，然后開(kāi)蓋控溫150℃ 飛硅；消解完全后，加熱3ml鹽酸溶解殘渣后，轉移到50ml容量瓶中，加入5ml 氯化銨溶液，用水定容待測。

 

消解方法12

 

方法適用于土壤中總鉻的測定。

 

（HJ491-2009）取0.2土樣置于微波消解罐中，加2滴蒸餾水潤濕樣品后，加入 6ml硝酸、2ml氫氟酸，按照升溫程序消解30min；冷卻后轉移到 50ml 四氟乙烯坩堝中，加入2ml高氯酸，控制溫度150℃飛硅；冷卻后加入3ml 硝酸溶解殘渣后，轉移到50ml容量瓶中，加入5ml氯化銨溶液，用水定容待測。

 

消解方法13

 

方法適用于土壤中除汞以外的GFAA或ICP-MS全元素分析。

 

（EPAmethod3050B）取1g樣品置于四氟乙烯坩堝中，加入10mL的 1:1的硝酸，加熱樣品至95±5℃，不沸騰蒸餾10-15分鐘，讓樣品冷卻，加入 5mL濃硝酸，重新蓋上蓋子回流加熱30分鐘。如果有棕色的煙生成，表明樣品被HNO3 氧化，重復這一步驟 (每次加入5mL濃硝酸)，直到樣品不再有棕色的煙產(chǎn)生，表明樣品已完全同硝酸反應。將溶液不沸騰蒸發(fā)至大約 5mL，或在95±5℃不沸騰加熱兩小時(shí)。樣品溶液須始終覆蓋容器的底部。然后使樣品冷卻，加入2mL 水和 3mL30%的雙氧水，重新放到熱源上，加蓋加熱讓它與過(guò)氧化氫反應。（此步驟須注意，不要讓樣品由于大量的氣泡冒出造成樣品的損失，加熱直到不再有大量氣泡產(chǎn)生,然后將容器冷卻。冷卻 5 分鐘后，再緩慢加入10mL30%的雙氧水。（此步驟須注意,不要讓樣品由于大量的氣泡冒出造成樣品的損失）。繼續加入 30%的雙氧水，每次為1mL，同時(shí)加蓋加熱，直到樣品中只有細微氣泡或大致外觀(guān)不發(fā)生變化。繼續加熱，直到溶液體積減小至大約5mL ，或在95±5℃下不沸騰蒸餾2小時(shí)。冷卻，濾去固形物，定容至100mL 。

 

加入的雙氧水總體積不應超過(guò)10mL。

 

消解方法14

 

方法適用于土壤中除汞以外的FLAA或ICP-AES全元素分析。

 

（EPAmethod3050B）取1g土樣，加入2.5mL濃硝酸和 10mL濃鹽酸加蓋蒸餾15分鐘，冷卻后，將消解液通過(guò)定量濾紙過(guò)濾，收集濾液至100mL 的容量瓶中。先用不超過(guò) 5mL熱鹽酸（約95℃）沖洗漏斗中的濾紙，接著(zhù)用20mL 試劑水（約95℃ ）沖洗。將洗液收集至同一容量瓶中。從漏斗中取出濾紙和殘渣，放回到容器中。加入5mL濃硝酸，將容器放回到熱源上，加熱至95±5℃ 直到濾紙被消解。將殘渣再次過(guò)濾，并將濾液收集至同一 100mL的容量瓶中。讓濾液冷卻，然后稀釋至體積。如果容量瓶底部有沉淀生成，加入濃HCl使沉淀溶解， HCl的體積最大不超過(guò) 10mL。沉淀溶解之后，用試劑水將溶液稀釋至100ml待測。

 

在冷卻初級或次級濾液時(shí)，溶解度受溫度影響很大的高濃度金屬鹽可能會(huì )形成沉淀。如果冷卻時(shí)容量瓶?jì)扔谐恋砩?，不要將溶液稀釋至體積。

 

消解方法15

 

方法適用于含硅質(zhì)較多、基體較復雜的土壤中重金屬的分析。如不對消解液趕酸，應加大標準曲線(xiàn)稀釋液的酸度，盡量使標準曲線(xiàn)的基體與消解液匹配。

 

（EPAmethod3052）取0.5土樣置于微波消解罐中，加入3ml的去離子水， 9ml濃硝酸和3ml氫氟酸和3ml鹽酸，密閉后， 5min 升溫到180℃，在180℃保溫10min ，然后冷卻。轉移到 50ml容量瓶中定容待測。如測試儀器無(wú)耐氫氟酸系統，可加入硼酸來(lái)保護石英矩管。

 

消解方法16

 

方法適用于普通土壤、底泥中重金屬的分析?？刹粚ο庖黑s酸，應加大標準曲線(xiàn)稀釋液的酸度，盡量使標準曲線(xiàn)的基體與消解液匹配。

 

（EPAmethod3051/3051A）取0.5土樣置于微波消解罐中，加入10ml濃硝酸（或者 12ml逆王水），密閉后，5.5min升溫到175℃，在 175℃ 保溫10min，然后冷卻。轉移到50ml容量瓶中定容待測。

 

土壤前處理消解方法合理選擇

 

評價(jià)處理方法的選擇是否合理，一般應遵循以下準則：

 

①所選方法應能最有效地除去測定的干擾組分，否則即使方法簡(jiǎn)單、快速也不宜采用；

 

②待測組分的回收率要足夠高；

 

③操作簡(jiǎn)便、省時(shí)；

 

④盡可能避免使用昂貴的試劑和儀器、以保持成本低廉。對于一些新型高效、簡(jiǎn)便可靠而自動(dòng)化程度又很高的樣品預處理技術(shù)，盡管所需儀器的價(jià)格較為昂貴，但因其效率和效益顯著(zhù)，必要的投資還是值得的；

 

⑤對生態(tài)環(huán)境和人體健康不產(chǎn)生影響，即所選預處理方法少用或不用污染環(huán)境或影響人體健康的試劑。對于必須使用的試劑，定要設法做到能循環(huán)使用，或使其危害降至最低限度。