土壤重金屬污染是指由于人類(lèi)的活動(dòng)將重金屬帶入土壤中，致使土壤重金屬含量明顯高于其自然背景值，并造成生態(tài)破壞和環(huán)境質(zhì)量惡化的現象。重金屬污染土壤后會(huì )引起土壤的組成、結構和功能發(fā)生變化，微生物活動(dòng)受到抑制，有害物質(zhì)或分解產(chǎn)物在土壤中逐漸積累，引起土壤質(zhì)量下降，導致植物生長(cháng)發(fā)育障礙。

因此，對土壤中重金屬的環(huán)境風(fēng)險具有十分重要的意義。土壤樣品前處理方法主要有：電熱板消解法、微波消解法、程序控溫全自動(dòng)石墨消解法等。

傳統電熱板消解法和微波消解法在消解樣品過(guò)程，操作繁瑣、消解時(shí)間長(cháng)或消解過(guò)程需全程看守、全過(guò)程對人體損害較大。程序控溫石墨消解法因具有操作簡(jiǎn)便、消解液用量少、消解過(guò)程自動(dòng)化程度高、減輕檢測人員勞動(dòng)強度、減少對檢測人員身體的傷害等優(yōu)點(diǎn)而受大家青睞。本文章采用格丹納全自動(dòng)石墨消解儀及傳統電熱板進(jìn)行試驗，測定重金屬鉛、鎘元素含量，對比該方法的準確性、精密性和回收率。

實(shí)驗部分

一、準備儀器
原子吸收分光光度計；
全自動(dòng)石墨 消解儀（格丹納，G8）、特氟龍消解管（50ml）；
超純水機。

二、消解所需試劑
鹽酸（GR）、硝酸（GR）、氫氟酸（GR）、磷酸氫二氨（AR）、高氯酸（GR）。

三、樣品采集
取自某縣農田的4個(gè)土壤樣品，編號為：1#、2#、3#、4#，將采集的農田土壤樣品（500g左右）混勻后用四分法縮分至約100g?？s分后的土樣經(jīng)自然風(fēng)干后，除去土樣中石子和動(dòng)植物殘體等異物。用木棒研壓，通過(guò)2mm尼龍篩（除去2mm以上的砂礫），混勻。取通過(guò)2mm尼龍篩的土樣10克左右用瑪瑙研缽研磨至全部通過(guò)100目（直徑0.149mm）尼龍篩，混勻后備用。
國家標準土壤樣品（GBW07403、GBW07406）。

四、消解處理
準備好以上的設備、樣品及試劑就可以開(kāi)始消解樣品了，消解在整個(gè)測定的過(guò)程中占據的時(shí)間比較長(cháng)，因此事先準備好全自動(dòng)的消解程序及電熱板消解操作方案。

4.1、電熱板消解法
準確稱(chēng)取0.3g左右（精確至0.0002g）試樣于50mL聚四氟乙烯坩堝中，用水潤濕后加人5ml鹽酸，于通風(fēng)櫥內的電熱板上低溫加熱至約2-3ml，取下稍冷后加入5ml硝酸，4ml氫氟酸，2ml高氯酸，加蓋后于電熱板上中溫加熱1h左右，然后開(kāi)蓋，繼續加熱除硅，期間經(jīng)常搖動(dòng)坩堝以達到良好的飛硅效果。當加熱至冒濃白煙時(shí)，加蓋繼續消解至坩堝內的黑色有機物消失后，開(kāi)蓋驅趕白煙并蒸至內容物呈粘稠狀。取下稍冷，用水沖洗坩堝蓋和內壁，并加入1ml20%硝酸溶液溫熱溶解殘渣。然后將溶液轉移至25mL容量瓶中，加入3ml5%磷酸氫二氨溶液，冷卻后定容搖勻備測。

4.2、全自動(dòng)石墨消解法
準確稱(chēng)取0.3g左右（精確至0.0002g）試樣于50mL特氟龍消解管中，將消解管置于格丹納全自動(dòng)石墨消解儀G8中按預設的消解程序進(jìn)行全自動(dòng)消解。

消解程序設置如下：
（1）滴加水0.5ml；
（2）振蕩30秒；
（3）滴加鹽酸5ml；
（4）振蕩30秒；
（5）120℃條件下加熱20分鐘；
（6）冷卻5分鐘；
（7）滴加8ml硝酸、5ml氫氟酸、3ml高氯酸；
（8）振蕩30秒；
（9）130℃條件下加熱80分鐘；
（10）150℃條件下加熱60分鐘；
（11）振蕩30秒；
（12）165℃條件下加熱80分鐘；
（13）冷卻30分鐘；
（14）用蒸餾水定容至50ml，搖勻備測。
同時(shí)做空白試樣。


五、消解方法準確性比較

采用全自動(dòng)石墨消解法和電熱板消解法對土壤標準樣品GBW07403、GBW07406分別進(jìn)行消解測定鉛、鎘含量，測定該方法的準確性如下表所示。

由表1可知，采用兩種前處理方法測定標準土壤樣品鉛、鎘含量值均在允許的范圍內。但以程序控溫全自動(dòng)石墨消解法處理樣品測得的鉛、鎘含量誤差小。


六、消解方法精密度比較

為了進(jìn)一步對全自動(dòng)消解儀及傳統電熱板對樣品消解的比較，對實(shí)際土壤樣品進(jìn)行7次重復消解測定兩種方法的精密度如下所示。

由表2可知，程序控溫全自動(dòng)石墨消解法測定鉛相對標準偏差范圍在1.5%至3.2%之間，鎘相對標準偏差范圍在2.9%至4.9%之間。

由表3可知電熱板消解法測定鉛相對標準偏差范圍在2.4%至5.3%之間，鎘相對標準偏差范圍在3.4%至5.8%之間。

綜合上述，石墨消解法測定鉛和鎘的相對標準偏差均小于電熱板消解法。主要原因是電熱板消解時(shí)，加熱溫度不均勻，人工操作均一性差，消解速度和程度不完成一致；程序控溫全自動(dòng)石墨消解時(shí)，特氟龍消解管的加熱是采用石墨體整體包裹加熱，受熱均勻，儀器通過(guò)自動(dòng)高精度添加各種試劑及準確控制消解時(shí)間和溫度，重現性高，消解速度一致，保證了更高的精密度。


七、加標回收率比較

分別對4個(gè)農田土壤樣品進(jìn)行兩個(gè)濃度的加標回收率試驗，進(jìn)行鉛、鎘含量測定，再分別計算回收率結果如下。

由表4可知，全自動(dòng)石墨消解法測定鉛加標回收率范圍在93.8至105.2%之間，鎘的加標回收率在94．0%至106.1%之間，符合質(zhì)控要求。電熱板消解法測定鉛加標回收率范圍在92.28至107.4%之間，鎘的加標回收率在92.2%至107.3%之間，也符合質(zhì)控要求。


八、總結

格丹納全自動(dòng)石墨消解儀G8采用包裹式加熱，讓樣品多方位均勻受熱，孔間溫差一致性高，確保了樣品消解的重復性高；遠程控制讓人員遠離酸霧，安全實(shí)驗；全自動(dòng)智能程序消解無(wú)需手工處理，消解結果比電熱板要好，從而大大提高工作效率，節省了試劑的浪費。