表層土壤重金屬含量測定方法綜述

陳桑琳　魯文杰　楊鵬　陳佳琳　潘根蘭　壽露瑤　王蘭　張躍進

摘 要：土壤重金屬的測定是常規監測土壤項目之一。采用合理的方法，能夠快速有效地對土壤重金屬進行含量測定。該文主要介紹了土壤重金屬消解和測定的方法。目前消解的方法主要有：酸式消解法、堿熔消解法、高壓釜密閉消解法和微波消解法等，測定方法主要有：電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）、原子吸收光譜法和分光光度法等。

關鍵詞：重金屬 采樣方法 消解方法 測定方法

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0220-01

土壤與人類的生活密不可分。即使經濟技術高速發展，土壤仍舊是人類最基本的生產物質的載體。然而，隨著城市化與工農業的發展，由此造成的環境污染問題越來越嚴重。重金屬、農藥、化肥等污染都是比較典型的污染。其中，重金屬是一種難以降解的污染物，具有生物累積性、富集性等特點。通過污水灌溉農田、大氣沉降等途徑進入土壤。影響土壤理化性質，最終直接或間接影響人類健康。

該文綜合了幾種土壤重金屬消解和測定方法，為今后解決土壤重金屬污染這一難題提供幫助。

1 采集土壤樣品方法

對角線布點法適用于污水污染的田塊；梅花形布點法適用于污染程度均勻的土壤；棋盤式布點法適用于地形較不均勻的土壤；網格布點法適用于地勢平坦的土壤。

2 土壤樣品預處理

土樣在室內風干、磨碎，分別過尼龍篩，貯存、備用。

3 土壤樣品消解方法

3.1 酸式消解法

測定土壤中重金屬常選用的消解方法是酸式消解法。消解常用的土樣混合酸消解體系有：鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸、硝酸-氫氟酸-高氯酸、硝酸-硫酸-磷酸等。為了加速溶解土壤中的重金屬組分，也可以添加其他的氧化劑或還原劑，如高錳酸鉀、五氧化二釩等。在消解過程中，需要嚴格控制好消解的溫度和時間。溫度如果過高，消解樣品的時間將會變短。還可能將樣品的溶液蒸干，這樣會導致最后測定結果偏低。

3.2 堿熔消解法

堿熔消解法是將土樣與堿混合，在高溫下熔融，使土樣分解。張曄霞等[1]稱取了0.5 g土樣于鋁坩堝中。加入過氧化鈉，攪拌均勻。放于馬弗爐內，高溫熔融。熔融后取出土樣，冷卻。移入燒杯中，加微沸水浸取，加HCl提取。將溶液轉移至容量瓶中，冷卻后定容。該方法消解土樣，樣品完全消解且操作簡便，快速，不會產生大量的酸蒸氣，但由于使用了大量的試劑，會引入大量的可溶性鹽和污染物質。

3.3 高壓釜密閉消解法

該方法是將用水潤濕土壤樣品并加入混合酸，搖勻，放入能密封嚴格的聚四氟乙烯坩堝內，放置在耐壓的不銹鋼套筒中，放入烘箱內加熱（溫度一般低于180 ℃）的消解方法。該法具有用酸量少、易揮發元素損失少、并且土壤樣品可以同時進行消解等特點。其不足之處是：觀察不到坩堝內的分解反應過程，只能在冷卻后開封才能判斷樣品是否消解完全；消解的土壤樣品質量一般不超過1.0 g，使測定的元素含量極低的稱樣受到限制。

3.4 微波消解法

微波消解法是稱取土樣放入聚四氟乙烯消解罐中，加入混合酸，搖勻，將聚四氟乙烯消解罐套上套筒，放入微波消解儀中消解的方法。微波消解是將土樣與混合酸作為發熱體，從內部加熱，幾乎沒有外部的熱傳導損失，所以微波消解的熱效率非常高，并且利用微波能激烈攪拌和充分混勻土樣，使其消解速度加快。劉善江等[2]準確稱取0.5 g左右干燥的土樣，加入5mLHNO3和2mLHF，充分混合均勻。把裝有樣品的消解管放進高壓消解罐中，擰上罐蓋，進行微波消解。消解后取出消解管，放置在溫度智能控制電加熱器上，溫度調至140 ℃等酸近干。將管中溶液轉移至50 mL容量瓶中定容，然后才可以對消解后的土樣進行測定分析。

4 土壤重金屬含量的測定分析

4.1 電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）

電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-AES）是基于等離子體為激發光源的原子發射光譜的測定分析方法，可用于多元素的測定。與其他土壤重金屬含量測定分析的方法相比，ICP-AES法具有以下幾個優點：分析靈敏度高、分析速度快、分析準確度和精密度較高。ICP-AES法也有不足之處，不足之處在于它的設備和操作費用相對較高，而且樣品一般需要轉化為溶液（直接固體進樣會降低準確度），該法對有些元素的測定分析不明顯。于云江等[3]在實驗中利用該方法同時測出了Hg，Cr，Cd等元素的含量，并對這幾種元素進行了評價分析，取得了較好的結果。

4.2 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是在紫外光和可見光范圍之內，處于氣態的基態原子的外層電子對原子共振輻射線的吸收強度，來測定被測元素含量多少的分析方法，是一種特定的原子測量光輻射的吸收方法。該方法主要適用于樣品中微量或痕量組分的分析。但該法在原則上不能多種元素同時測定。阮心玲等[4]利用石墨原子吸收法測定Cd的含量，可以精確地測定出元素含量的多少，并進行了分析。

4.3 分光光度法

分光光度法，是在一定波長范圍或特定波長，測定被測物質的光的吸光度，并對該物質進行定量和定性分析的方法。

5 結語

隨著環境污染的加劇，土壤污染逐漸受到了社會的廣泛關注，人們尤其對土壤重金屬的關注日益增加。在不斷進步的科學技術下，土壤重金屬含量的測定方法有了很大的發展。各種分析測定儀器的操作不僅簡單快速，選擇性好，而且檢測精度和靈敏度都得到了一定的提高。它們在測定重金屬含量方面的應用越來越廣泛，使得土壤重金屬的測定變得更加簡單和準確。

參考文獻

[1] 張曄霞，沈清.堿熔法消解——原子熒光法測定土壤中的錫[J].污染防治技術，2011，24（4）.

[2] 劉善江，高利娟.微波消解法在制備土壤重金屬同意測試溶液中的應用[J].現代儀器，2008（6）.

[3] 于云江，胡林凱.典型流域農田土壤重金屬污染特征及生態風險[J].環境科學研究，2010，23（12）.

[4] 阮心玲，張甘霖.基于高密度采樣的土壤重金屬分布特征及遷移速率[J].環境科學，2006，27（5）.endprint