苗瀲涓，侯艷霞，薄舒雅

（山西林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030000）

土壤是一種重要的環(huán)境介質(zhì)，由于各種自然和人為活動(dòng)的干擾，土壤污染日趨嚴(yán)重，其中重金屬污染備受關(guān)注[1]。因?yàn)橹亟饘倏梢栽谕寥乐蟹e累，也可以在農(nóng)作物體內(nèi)殘留,并且通過(guò)遷移、擴(kuò)散、代謝等途徑進(jìn)入生物體、水等環(huán)境中，并通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，危害人類(lèi)健康[2-5]。因此，面對(duì)不斷增加的土壤重金屬監(jiān)測(cè)任務(wù)，如何快速、準(zhǔn)確地分析出其含量，以此來(lái)判斷出土壤的污染程度尤為重要[6-8]。

測(cè)定土壤重金屬時(shí)，由于重金屬在土壤中以化合態(tài)形式存在，為了提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，在檢測(cè)時(shí)需要對(duì)樣品進(jìn)行前處理。土壤前處理方法是影響準(zhǔn)確度最關(guān)鍵的因素之一[9，10]。采用王水體系、高氯酸體系、雙氧水體系3種酸體系消解方法，開(kāi)展了不同酸體系消解法對(duì)土壤樣品中重金屬元素測(cè)定的影響對(duì)比試驗(yàn)，探究了不同酸體系前處理方法對(duì)不同土壤樣品的最優(yōu)消解方法。

1 材料與方法

1.1 主要儀器

原子吸收光譜儀；電子分析天平；電熱板；恒溫水浴鍋；超聲波清洗機(jī)。

1.2 試驗(yàn)材料

土壤樣品來(lái)自山西運(yùn)城臨猗縣廟上鄉(xiāng)棗園不同采樣深度土壤。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 王水體系消解法

用電子天平稱(chēng)0.2g土壤（精確到0.000 1 g）樣品放置于聚四氟乙烯坩堝中，用蒸餾水濕潤(rùn)后加入現(xiàn)配的6 mL王水，調(diào)節(jié)至120℃，恒溫加熱30 min，加熱過(guò)程聚四氟乙烯坩堝要加蓋。繼續(xù)加熱到150℃，然后開(kāi)蓋加熱直至近干，整個(gè)過(guò)程消解時(shí)間約需2.5 h。試驗(yàn)完成后，消解液冷卻到室溫，將其轉(zhuǎn)移到50 mL比色管內(nèi)，使用1%硝酸溶液進(jìn)行定容，測(cè)定前需過(guò)濾。

1.3.2 高氯酸體系消解法

用電子天平稱(chēng)0.2g土壤（精確到0.000 1 g）樣品放置于聚四氟乙烯坩堝中，用蒸餾水濕潤(rùn)后加入現(xiàn)配的5 mL鹽酸，調(diào)節(jié)至120℃，恒溫加熱30 min，加熱過(guò)程聚四氟乙烯坩堝要加蓋，然后加入5 mL硝酸、4 mL氫氟酸和2 mL高氯酸，加蓋，150℃下加熱60 min，繼續(xù)加熱至170℃，然后開(kāi)蓋加熱直至近干，整個(gè)過(guò)程消解時(shí)間約5 h。試驗(yàn)完成后，消解液冷卻到室溫，將其轉(zhuǎn)移到50 mL比色管內(nèi)，使用1%硝酸溶液進(jìn)行定容，測(cè)定前需過(guò)濾。

1.3.3雙氧水體系消解法

用電子天平稱(chēng)0.2 g土壤（精確到0.000 1 g）樣品放置于聚四氟乙烯坩堝中，用蒸餾水濕潤(rùn)后加入現(xiàn)配的5 mL鹽酸，調(diào)節(jié)溫度至50℃下進(jìn)行初步消解，待消解液剩余約2 mL左右（用時(shí)40～60 min），呈深黃色，坩堝底部有少許黑色顆粒物時(shí)，在其中再加入硝酸5 mL，加蓋消解10～20 min以后，加入氫氟酸2 mL和雙氧水2 mL，再升溫到150℃，中溫消解60 min，中間15～20 min左右搖動(dòng)幾下，促進(jìn)飛硅同時(shí)也能加快反應(yīng)速度。如果發(fā)現(xiàn)黑色顆粒物就補(bǔ)加HF和H2O2（補(bǔ)加量2 mL），消解液為淡淡的黃色同時(shí)沒(méi)有明顯黑色顆粒物時(shí)，可認(rèn)為消解完全，這時(shí)開(kāi)蓋，然后升溫到180℃下進(jìn)行蒸發(fā)趕酸，蒸發(fā)至黏稠狀或近干狀態(tài)（30～50 min）時(shí)，取下消解液并冷卻到室溫，將其轉(zhuǎn)移到50 mL比色管內(nèi)，使用1%硝酸溶液進(jìn)行定容，測(cè)定前需過(guò)濾。

1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別準(zhǔn)確吸取鉛和銅標(biāo)準(zhǔn)使用液0 mL、0.5 mL、1 mL、2 mL、3 mL、5 mL于100 mL容量瓶中。使用1%硝酸溶液進(jìn)行定容，該標(biāo)準(zhǔn)溶液含鉛0μg/L、5μg/L、10μg/L、20μg/L、30μg/L、50μg/L，含銅0μg/L、5μg/L、10μg/L、20μg/L、30μg/L、50μg/L。由低到高濃度順次測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性方程

用火焰原子吸收光譜法測(cè)定鉛和銅2種元素的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線溶液和空白溶液的吸光度，以元素含量為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，分別繪制鉛、銅的標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程及相關(guān)系數(shù)，如表1。

表1 鉛和銅的線性方程Tab.1 The standard curve of Pb and Cu

由表1可知，溶液中鉛和銅的相關(guān)系數(shù)均是大于0.999 0，這就說(shuō)明在其相對(duì)應(yīng)的濃度范圍內(nèi)，鉛和銅2種元素的含量和吸光度具有良好的線性關(guān)系。

2.2 3種酸體系消解方法的比較

王水體系消解方法的優(yōu)點(diǎn)是加酸量及加酸種類(lèi)較少，且消解時(shí)間較短，但缺點(diǎn)是對(duì)土壤消解不完全，會(huì)有殘?jiān)霈F(xiàn)。高氯酸體系加熱消解法基本可以完全消解土壤樣品，但高氯酸有強(qiáng)腐蝕性、易爆炸，危險(xiǎn)性較高；雙氧水體系消解法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)土壤樣品消解完全，尤其是有機(jī)質(zhì)含量高的土壤樣品，而且過(guò)氧化氫具有強(qiáng)氧化性，相對(duì)于高氯酸體系更安全。3種酸體系消解方法的比較見(jiàn)表2。

表2 3種酸體系消解方法的比較Tab.2 The comparison of three digestion methods of acid systems

2.3 土壤樣品中銅鉛含量結(jié)果比較

所采土樣來(lái)自山西運(yùn)城臨猗縣廟上鄉(xiāng)棗園不同采樣深度土壤樣品3份，編號(hào)為Z1，Z2，Z3。采用上述3種酸體系前處理方法對(duì)3份土壤樣品進(jìn)行消解，每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，取其測(cè)定結(jié)果平均值作為土壤消解液檢測(cè)的最終結(jié)果，結(jié)果見(jiàn)表3。

由表3可知，王水體系消解法測(cè)定土壤中的銅和鉛的含量低于高氯酸體系和雙氧水體系消解法，其中，鉛含量明顯程度低；而高氯酸體系消解法和雙氧水體系消解法測(cè)定土壤中的銅和鉛含量相差不大，但高氯酸體系消解法對(duì)鉛的提取更充分。土壤中鉛和銅含量相對(duì)較高時(shí)，王水體系和高氯酸體系檢測(cè)結(jié)果較雙氧水體系的檢測(cè)結(jié)果變化較小，且雙氧水體系對(duì)有機(jī)質(zhì)含量高的土壤前處理效果更好。

2.4 土壤樣品加標(biāo)回收率

在上述3份土壤樣品中加入一定質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用3種酸體系消解方法對(duì)土壤樣品進(jìn)行前處理，分別對(duì)每個(gè)土壤加標(biāo)樣品做2個(gè)平行，測(cè)定加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 3種酸體系測(cè)定土壤樣品中銅鉛元素的加標(biāo)回收率Tab.4 The recovery of Cu and Pb by the three digestion methods of acid systems

由表4可知，3種前處理方法中，雙氧水體系和高氯酸體系消解法對(duì)銅和鉛的回收率的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較低，尤其雙氧水體系相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差是3種前處理方法中最低的；王水體系消解法對(duì)銅和鉛的回收率相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差較高。

3 結(jié)論

（1）王水體系消解法對(duì)土壤中銅和鉛的檢測(cè)結(jié)果偏低，但所用酸種類(lèi)和用量較少。

（2）雙氧水體系消解法對(duì)土壤中銅和鉛的檢測(cè)結(jié)果更準(zhǔn)確，尤其是有機(jī)質(zhì)含量高的土壤前處理效果較其他兩種方法更好，而且雙氧水既有強(qiáng)氧化性而且危險(xiǎn)性較低，提高了檢測(cè)人員的安全性。

（3）在土壤樣品初期消解時(shí)，建議采用消解溫度為120℃，既能充分消解土壤樣品，又能減少能耗。