王娟 李立家 張思維

摘 要：本文講述了土壤中主要元素監(jiān)測(cè)過程中，使用的技術(shù)和遇到的難點(diǎn)，主要從三方面進(jìn)行，如在土壤樣品的分解，重視添加酸類體系的種類和順序。然后排除土壤基體干擾，最后分析了其他影響因素，旨在為解決技術(shù)難點(diǎn)，提出理論參考。

關(guān)鍵詞：土壤；主要元素；檢測(cè)技術(shù)；難點(diǎn)

0 前言

土壤是人們生活和工作的基礎(chǔ)，我國(guó)土地資源比較豐富，但是很多地區(qū)土壤污染不容樂觀，其中重金屬污染最為嚴(yán)重，對(duì)人們、動(dòng)物和植物生命健康帶來威脅。因此，土壤中元素的監(jiān)測(cè)技術(shù)很重要，可幫助有關(guān)部門采取有效措施和手段，降低土壤污染，需要我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)部門做好主要元素的監(jiān)測(cè)，并采取有效策略，提升我國(guó)土壤質(zhì)量。

1 土壤樣品的分解

現(xiàn)在我國(guó)制定的環(huán)境保護(hù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以全量元素濃度展開，土壤中元素的測(cè)定，也是在全分解基礎(chǔ)上進(jìn)行，不但有X射線熒光光譜技術(shù)，還使用其他技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行消解。現(xiàn)在我國(guó)土壤中的分解可使用酸或者堿消解，其中酸消解使用比較廣泛，下面就對(duì)此開展討論。土壤樣品的分解指在精準(zhǔn)定量的條件下進(jìn)行的，此過程中可能出現(xiàn)樣品分解不全面或者損失的情況，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。因此要正確看待徹底消解工作，從下面兩點(diǎn)進(jìn)行，第一，完全破壞土壤礦物的晶格，這樣才能令其完全進(jìn)入消解溶液，去除有機(jī)雜質(zhì)[1]。第二，消解過過程中，樣品不能因?yàn)楸谎趸蛘咂渌脑虺霈F(xiàn)折損。分解時(shí)使用的酸類物質(zhì)、加入時(shí)間、添加順序、溫度管理與各個(gè)環(huán)節(jié)的掌握，都可對(duì)上述兩方面產(chǎn)生影響。

我國(guó)監(jiān)測(cè)時(shí)土壤樣品分解主要使用：鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸體系，鄭紅艷等學(xué)者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該體系的酸類物質(zhì)就能令土壤樣品徹底分解，并且保證檢測(cè)的幾種元素測(cè)定值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。該體系在土壤消解過程中的作用為：

鹽酸完成對(duì)樣品中無機(jī)物的分解，利用鹽酸中氯離子的化學(xué)形式，完成對(duì)金屬的分解，起到消解金屬氧化物的作用；硝酸自身具有強(qiáng)氧化性，用于有機(jī)物的消解，在高溫狀態(tài)下，產(chǎn)生棕黃色煙氣；氫氟酸的可打破土壤的晶格，釋放其中包含的金屬元素，如鎘和鉛等，還可分解出三價(jià)鐵離子；高氯酸是氫氟酸的補(bǔ)充，因其具有超強(qiáng)分解功能，可以和含羥基結(jié)合，生產(chǎn)高氯酸酯，在高溫環(huán)境下，容易產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)，因此需先加入硝酸，待有機(jī)物溶解完成后，只剩余少部分有機(jī)物再放入高氯酸。所以土壤樣品分解中，酸類放置的順序?yàn)椋蝴}酸、硝酸、氫氟酸、高氯酸，在放入酸類的時(shí)候，逐漸提升溫度，最高不要超過175℃。如果此過程中，酸類順序錯(cuò)誤，就會(huì)出現(xiàn)分解不完全的情況。另外，我國(guó)不同地區(qū)的土壤在分解的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)方法存在差異性，如東北土壤中有機(jī)物質(zhì)較高，需要放入較多的硝酸和高氯酸；而南方個(gè)別地區(qū)屬于沙壤土，需要放入較多的氫氟酸。

2 排除土壤基體干擾

我國(guó)進(jìn)行土壤主要元素的監(jiān)測(cè)時(shí)，因其基體成分復(fù)雜并且比重較大，排出基體的干擾是監(jiān)測(cè)中的重難點(diǎn)，可以使用兩種方法消除土壤樣品的基體干擾：

第一，對(duì)樣品中的干擾因素進(jìn)行處理，一般使用掩蔽消除或者加入基體改良劑的手段，將干擾元素利用化學(xué)反應(yīng)變成新的物質(zhì)。對(duì)干擾元素的消除，主要依賴該物質(zhì)和待測(cè)土壤樣品不同，建立有針對(duì)性的測(cè)試條件，進(jìn)而起到消除干擾的作用。例如鎘與鉛的測(cè)定中，可加入磷酸氫二胺降低干擾因素，并提升土壤溫度到250℃；鉻元素的的測(cè)定中，可加入氯化銨，起到助溶劑的功能，降低干擾元素對(duì)此實(shí)驗(yàn)的抑制。第二，使用檢測(cè)儀器矯正技術(shù)，該技術(shù)有很多，如：自吸收等背景矯正、石墨爐原子吸收賽曼矯正與冷等離子體屏蔽技術(shù)等等，都對(duì)土壤基體干擾起很大作用。另外，不同區(qū)域的土壤中，干擾因素有很大不同，如鹽堿土中含鹽量較高，在檢測(cè)元素的時(shí)候，就可添加適當(dāng)?shù)臋C(jī)體改良劑等。

土壤樣品中基體干擾的另一種體現(xiàn)形式，就是試樣溶液基體復(fù)雜，和單一基體溶液相比，鹽度、張力和黏度等，不只是物理差別大，很多基體中的化學(xué)性質(zhì)相差也很大，令檢測(cè)目標(biāo)信號(hào)值和標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度點(diǎn)不匹配，最終結(jié)果誤差大。一旦土壤樣品黏度與原數(shù)值不一樣，在儀器中的分析速度也不同，出現(xiàn)信號(hào)值差異。如果土壤樣品中的表面張力和標(biāo)準(zhǔn)曲線不同，則會(huì)出現(xiàn)氣溶膠和物化速度的差異化，也會(huì)產(chǎn)生信號(hào)值差異。此問題會(huì)造成元素檢測(cè)值不準(zhǔn)確，基于此，可以使用工作曲線法進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3 其他影響因素

要想提升土壤樣品元素檢測(cè)精準(zhǔn)性，就要重視更多的細(xì)節(jié)，影響樣品檢測(cè)結(jié)果因素有的很多，如含量較低并且被大家熟知的元素來說，空白值的把握是樣品確定量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以鉛和鎘的監(jiān)測(cè)為例，盡量使用純度高，容易消解的酸類，消解過程中，器皿等工具不能交叉使用，避免出現(xiàn)污染情況，還注意環(huán)境的清潔性，防止空氣中的灰塵和雜質(zhì)等進(jìn)入實(shí)驗(yàn)器皿中，減少污染[2]。另外，分解后的土壤不使用帶蓋器皿保存，這樣會(huì)隨著時(shí)間的推移，土壤中的酸性物質(zhì)將器皿壁上的金屬物質(zhì)析出，檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。

土壤在分解過程中，使用的計(jì)量和粒徑也會(huì)對(duì)最終檢測(cè)值產(chǎn)生影響，因此，對(duì)于含量少的元素，可增加樣品質(zhì)量，這樣就能精準(zhǔn)測(cè)量出所含物質(zhì)含量；對(duì)于含量較高的元素，可減少樣品質(zhì)量，也能精準(zhǔn)測(cè)量并計(jì)算元素的含量?，F(xiàn)在我國(guó)對(duì)土壤樣品粒徑檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)為：不高于0.14mm，最標(biāo)準(zhǔn)的土樣粒徑不高于0.074mm?？芍寥懒皆叫?，對(duì)分解和監(jiān)測(cè)工作越有利。

4 結(jié)論

綜上所述，我國(guó)早期就開展土壤主要元素監(jiān)測(cè)工作，并針對(duì)多種污染元素進(jìn)行測(cè)定，2017年開展全國(guó)范圍內(nèi)的土壤監(jiān)測(cè)工作，對(duì)不同的地區(qū)土壤進(jìn)行監(jiān)測(cè)。并解決該技術(shù)中的多個(gè)難點(diǎn)問題，主要有：排除土壤基體干擾、土壤樣品的分解等，制定出與我過土壤情況相符的環(huán)境保護(hù)策略。

參考文獻(xiàn)

[1]朱靜，雷晶，張虞等.關(guān)于中國(guó)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)的思考與建議[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2019，35（02）：1-12.

[2]胡冠九，陳素蘭，王光.中國(guó)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方法現(xiàn)狀、問題及建議[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2018，34（02）：10-19.

作者簡(jiǎn)介：

王娟（1990.06--）；性別：女；籍貫：湖北省老河口市；學(xué)歷：本科；畢業(yè)于湖北師范學(xué)院；現(xiàn)有職稱：無；研究方向：環(huán)境監(jiān)測(cè)。