土壤中鉛測定前處理方法優化

白小鳴　張慧　張大強

摘要[目的]優化土壤中鉛測定前處理方法。[方法]采用微波消解-濕法相結合的方法對土壤樣品進行消解處理，結合原子吸收分光光度計測定土壤中鉛含量。通過對已知含量的標準物質進行測定及回收率、精密度等來確定土壤樣品前處理過程。[結果]樣品回收率為83.4%～98.8%，精密度為0.356%，標樣測定結果經t檢驗，與國標方法差異無統計學意義。[結論]該方法消解徹底、耗時短，測定結果能夠滿足試驗要求，可用于測定土壤中的鉛含量。

關鍵詞土壤；鉛；前處理方法；優化

中圖分類號X833文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2018）28-0176-02

Optimization of Pretreatment Methods for Determination of Lead in Soil

BAI Xiaoming，ZHANG Hui，ZHANG Daqiang et al（China Certification & Inspection Group Central Plains Agricultural Products & Food Testing（He Nan）Co.Ltd，Zhengzhou，Henan 450000）

Abstract[Objective] The research aimed to optimize the pretreatment method for lead determination in soil. [Method]The soil samples were digested by microwave digestionwet method.The lead content in soil was determined by atomic absorption spectrophotometer.The soil sample pretreatment process is determined by measuring the known content of the standard substance，recovery rate，precision，and the like.[Result]The sample recovery rate was 83.4%-98.8%，and the precision was 0.356%.The results of the standard samples were tested by t test，and there was no significant difference between the samples and the national standard method.[Conclusion]This method is complete and time-consuming，and the determination results can meet the test requirements and can be used to determine the lead content in soil.

Key wordsSoil；Lead；Pretreatment method；Optimize

鉛是一種重金屬元素，對人體危害主要表現在對多種組織、器官造成危害[1]，了解土壤中鉛的含量對于減少鉛污染、改善生活環境、提高人們的健康水平具有重要的意義[2]。目前，土壤中鉛含量測定采用的是GB/T 17141—1997，消解方法有鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸[3]、硝酸-氫氟酸-高氯酸分解法、王水-氫氟酸-高氯酸分解法、鹽酸-硝酸-高氯酸[4]等濕法消解和微波消解法[5]等。在實際操作中，濕法消解耗時長、消耗試劑量大、溶樣不完全，導致檢測時間長、結果偏差等。

在科學技術蓬勃發展的今天，利用先進技術改進土壤中鉛測定方法，提高土壤中鉛測定的精準度、準確性、有效性，對解決土壤污染問題有很大幫助[6]。與傳統的濕法消解電熱板加熱相比，微波消解具有操作過程高效方便、無需重復加酸、消解徹底、分析結果精密度高、樣品污染少、試劑用量少等優點，是目前國內較先進的樣品處理方法[7]。對于微波消解方法，微波功率和時間選擇不當，會導致土樣消解不完全的情況出現。要獲得完全的消解必須對不同的樣品具體消解時間和功率進行試驗確定，費時費力[8]，筆者針對土壤樣品國標中前處理及微波消解法的缺陷，對國標方法加以改進，采用微波消解-濕法消解相結合的方法進行處理后測定土壤樣品。

1材料與方法

1.1儀器與試劑

原子吸收分光光度計（AA-7000型，島津）；自動進樣器；鉛空心陰極燈；石墨管。

鹽酸（優級純）、硝酸（優級純）、氫氟酸（優級純）、高氯酸（優級純）、過氧化氫（優級純）、鉛標準溶液（1 000 mg/L，國家有色金屬及分析材料測試中心）、硝酸鈀溶液（10 g/L）；分析過程中全部用水均使用去離子水。

1.2儀器工作條件

1.2.1微波消解升溫程序。稱取樣品0.2 g（精確至0.000 1 g）于微波消解罐中，加入5 mL硝酸、2 mL過氧化氫、1 mL氫氟酸，按照微波消解的操作步驟（表1）消解試樣。冷卻后取出，開蓋排氣，用少量水沖洗內蓋，將消解罐放在趕酸裝置中，于100 ℃加熱30 min，用水定容至50 mL，混勻備用，同時做空白試驗。

1.2.2石墨爐原子吸收分光光度計工作參數。所用測定儀器型號為島津石墨爐原子吸收分光光度計（AA-7000），光學參數為波長283.3 nm，狹縫寬0.7 nm，燈電流10 mA；石墨爐升溫程序如表2所示。

1.3方法

1.3.1標準溶液的配制。

將鉛標準儲備液逐級稀釋為10 μg/mL 的標準使用液，準確移取鉛標準使用液0、0.05、0.10、0.25、0.50、0.75、1.00 mL于50 mL容量瓶中，用0.2%硝酸稀釋定容。該標準溶液中含鉛0、10、20、50、100、150、200 μg/L。

1.3.2工作曲線的繪制。

按“1.2.2”儀器工作條件和“1.3.1”試驗方法配制標準溶液系列進行測定，根據測得的峰高對其質量濃度進行線性回歸，得線性回歸方程y=0.001 680 7x+0.004 788 7，相關系數r=0.999 7。

1.3.3公式計算。土壤樣品中鉛含量的計算公式如下：

X=（c1-c0）×V×1 000m×1 000×1 000（1）

式中，X為樣品中鉛含量（mg/kg）；c1為測定樣液中鉛含量（ng/mL）；c0為空白樣液中鉛含量（ng/mL）；V為定容體積（mL）；m為稱樣質量（g）；1 000為換算系數。

1.4樣品預處理

1.4.1濕法消解。

準確稱取0.1～0.3 g（精確至0.000 1 g）土壤于聚四氟乙烯坩堝中，加少量水濕潤后，加5 mL鹽酸，低溫預消解，當蒸發至約3 mL時，取下稍冷，加入5 mL硝酸、4 mL氫氟酸、2 mL高氯酸，加蓋后于電爐上中溫加熱3 h，然后開蓋，繼續加熱除硅。當加熱至冒濃厚白煙時，加蓋，使黑色有機碳化物分解，待坩堝上的黑色有機物消失后，開蓋驅趕白煙并蒸發至內容物呈黏稠狀時，取下稍冷，用水沖洗坩堝改內壁，并加入1 mL硝酸溶解殘渣。然后將溶液轉移至50 mL 容量瓶中，用純水定容，搖勻備用。

在消解時，應注意觀察，若消解不完全，可酌情加酸繼續消解，直到樣品消解完全。

1.4.2微波消解-濕法。

稱取試樣0.1～0.3 g（精確到0.000 1 g），放入消解罐中，加入6 mL硝酸，在趕酸裝置中100 ℃進行預消解30 min，取下稍冷，加入2 mL過氧化氫、2 mL 氫氟酸，用微波消解儀進行微波消解，微波消解升溫程度參考表1。冷卻后打開消解罐，置于趕酸裝置中，加入1 mL 鹽酸、1 mL 高氯酸，130 ℃加熱消解30 min后，趕酸，待冒白煙并蒸發至內容物豆粒大小時，取下稍冷，用水沖洗消解管內壁，并定容至50 mL，用純水定容，搖勻備用。

2結果與分析

2.12種消解方法結果的比較

2種方法消解出的樣品溶解，用原子吸收分光光度計測定，按公式（1）計算，結果如表3所示。兩組測量數據經t檢驗，結果t=0.853，P>0.05，說明2種方法間差異無統計學意義。

在消解過程中，濕法消解過程耗時較長，且在消解過程中要反復加酸，才能樣品完全消解。而微波消解-濕法結合的方法，耗時較短，消解過程中不同反復加酸，樣品可完全消解。

2.2微波-濕法精密度試驗

取已知鉛含量的土壤樣品分別進行連續10次重復測定，計算結果的精密度。結果表明，該方法精密度RSD為0.356%，結果良好，符合分析要求。

2.3微波-濕法回收率試驗

稱取18組平行樣品，取9組樣品分別加入0.075、0.075、0.075、0.100、0.100、0.100、0.150、0.150、0.150 mL 10 μg/mL的標準鉛工作液，按微波消解-濕法結合的前處理過程消解樣品，分別加入定容50 mL，按照公式（1）計算結果，計算每組樣品回收率，結果如表4所示。結果表明，該方法樣品測定回收率為83.4%～98.8%，符合要求。

3結論

在處理土壤樣品時，由于土壤樣品復雜，難以消化，若消化不完全，需要重復加酸消解，這不僅會導致測定時間延長、消解過程繁瑣，還會導致測定結果的誤差。采用微波消解-濕法消解相結合的方法，避免重復加酸，可以使樣品一次性消解完全，大大縮短土壤樣品的消解時間，提高消解效率。經試驗測定，該方法的回收率為83.4%～98.8%，精密度RSD為0.356%，標樣測定結果經t檢驗，與國標方法差異無統計學意義，可用于測定土壤中的鉛含量。

參考文獻

[1]

方亞敏，朱圓圓，茅建人.國標測定土壤中鉛測定方法改進的探討[J].廣東微量元素科學，2012，19（2）：55-59.

[2] 宋國輝，宋彥輝，范曉華.土壤中鉛的測定方法研究[J].中國衛生工程學，2013，12（2）：160-161，163.