快速消解-石墨爐原子吸收分光光度法測定土壤中的鉛

姜傳軍 程燕 陳卓

摘要：分別采用HCl-HN03-HF-HClO4全消解和HC1-HN03-HF快速消解對土壤進行消解，用石墨爐原子吸收分光光度法測定其中鉛的含量。結果表明，快速消解的準確度、精密度均符合要求，與全消解相比，其所需的消解時間大大縮短、所用酸量大為減少。

關鍵詞：土壤;鉛;快速消解;石墨爐;原子吸收

中圖分類號 TS210.7 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2020）16-0158-03

隨著我國經濟社會的發展，重金屬對環境的污染越來越受到公眾的關注。重金屬元素通過各種途徑進入土壤，以致在土壤中積累而造成污染[1]。土壤中的重金屬可通過動植物進而遷移到人體內，對人體健康造成嚴重危害[2]，因而重金屬已被很多國家列為優先控制污染物[3-4]。鉛是土壤重金屬污染中常見的污染源，其來源廣泛，長期積累對動植物及人類的影響較大[5]。我國對土壤污染的質量標準主要有GB 15618-2018、GB36600-2018，2個標準都對鉛的濃度進行了限定[6-7]。

目前，我國對土壤樣品常用的消解方法有電熱板濕法消解法、王水提取法、微波消解法等;消解體系常用HCl- HN03-HF-HCl04、HN03-HF-HC104、HN03-HF-H2O2、王水等[8-12]。這些消解方法大部分都存在較長的趕酸時間且用酸量較大的問題。為此，本研究分別采用HCl-HN03-HF石墨消解儀進行半密閉回流快速消解和hcl-hno3-hf-hclo4全消解法表明，對土壤進行消解，用石墨爐原子吸收法測定土壤中鉛，以期為土壤中鉛含量的測定提供一種簡單快速的分析方法。

1 主要儀器與試劑

1.1 儀器設備 （1）美國PE：AAS-900Z石墨爐原子吸收分光光度計;（2）瑞士梅特勒-托利萬分之一電子天平;（3）北京動邁世紀GS-24消解趕酸儀。

1.2 主要試劑 鉛標準溶液：100mg/L國家有色金屬及電子材料分析測試中心;國家土壤標準物質GBW07430（GSS-16）地球物理地球化學勘查研究所（IGGE）;硝酸鈀溶液：Pd18.09%wt，阿拉丁試劑有限公司;硝酸（HN03）：p1.42g/mL，優級純，國藥集團化學試劑有限公司;氫氟酸（HF）：p1.15g/mL，優級純，國藥集團化學試劑有限公司;濃鹽酸（HCl）：p1.18g/mL，優級純，國藥集團化學試劑有限公司;高氯酸（HClO4）： pl.76g/mL，優級純，天津政成化學制品有限公司;試驗用水均為超純水，電阻率為18.2MH*cm 以上。

2 試驗方法

2.1 消解方法

2.1.1 HC1-HN03-HF快速消解法 稱取0.2g左右土壤樣品（精確至O.OOO1g），于50mL帶蓋塑料離心管（PP材料）中，用適量水濕潤，加1.OmL HN03+1.0mL HCl +2.0mL-HF，加蓋（蓋子不可旋緊），在120℃石墨消解儀上加熱，中途可拿起離心管輕搖幾下離心管使反應更充分，消解60min，取下稍冷，用去離子水定容至50mL，搖勻，3000r/min離心10min或靜置過夜待測。

2.1.2 HCl-HN03-HF-HCl04全消解法稱取0.2g 左右土壤樣品（精確至O.OOO1g），于50mL聚四氟乙烯消解罐中（消解罐于50%HN03中浸泡過夜后用超純水沖洗干凈除干后備用）。用少量水潤濕后加入5mLHCl，于通風櫥內的石墨消解儀上120℃加熱，使樣品初步分解，待蒸發至約剩3mL取下稍冷。加入5mL HN03、5mLHF、3mLHCl04，加蓋160℃加熱1h。開蓋，180℃繼續加熱，并經常搖動消解罐，當白煙冒盡且內容物呈粘稠狀時，取下稍冷，加入1mL HN03溫熱溶解可溶性殘渣，冷卻后全量轉移至500mL容量瓶，用實驗用水定容至標線，搖勻，待測。

2.2 儀器參數 工作條件波長283.3，光譜通帶0.7nm，燈電流10mA，載氣為高純氬氣，縱向交流zeeman效應背景校正。石墨爐升溫程序如表1所示。

2.3 樣品測定

2.3.1 快速消解法測定 將鉛國家標準溶液（100mg/L）用1%硝酸逐步稀釋成50μg/L，再由儀器自動稀釋成0μg/、12.5μg/L、25μg/L、37.5μg/L的標準系列溶液，選擇標準加入法，按儀器工作條件進行測定，制作標準曲線。然后取消解后上清液稀釋10倍后上機測定。進樣體積為16μL+硝酸鈀（Pd：90μg/L）基體改進劑5μL+超純水16μL。

2.3.2 全消解法測定 將鉛國家標準溶液（100mg/L）用1%硝酸逐步稀釋成50μg/L，再由儀器自動稀釋成0μg/L、10μg/L、20μg/L、30μg/L、40μg/L、50|μg/L的標準系列溶液，選擇外標法，按儀器工作條件進行測定，制作標準曲線。然后取消解后溶液上機測定。進樣體積為20μL+硝酸鈀（Pd：90μg/L）基體改進劑5μL+超純水2μL。

3 結果與分析

分別用快速消解和全消解的標準土壤GSS-16以及實際土樣中的鉛進行分析GSS-16的保證值為（61±2） mg/kg，結果如表2所示。由表2可知，快速消解和全消解的6個平行樣的值都在保證值內，符合準確度要求。全消解的GSS-16和實際土樣6個平行樣的相對標準偏差分別為0.28%、1.27%。快速消解的GSS-16和實際土樣6個平行樣的相對標準偏差分別為1.33%、2.55%;快速消解的精密度略低于全消解，但完全滿足GB/T17114-1997的要求。

4 結論與討論

土壤消解的好壞直接決定了結果準確與否，同時消解的過程也是最費時費力的，因此，如何選擇一個合適的消解方法是非常關鍵的。傳統的全消解是對樣品進行徹底的消解，打開土壤中的所有晶格，使待測元素形成可溶性的離子狀態而全部進入試液[13]。但這就使得在消解的過程中所需要的酸量較大，消解時間較長，而且由于消解罐的重復使用，極易引起鉛元素的殘留問題。半密閉回流快速消解，利用混合酸加熱回流打開土壤樣品的礦物晶格，溶出待測元素，只要待測元素已溶出就達到了消解目的[14]。與全消解方法相比，消解時間大大縮短、消解所用的酸量也大為減少。并且由于消解所用的塑料離心管是一次性的，所以很好地解決了鉛元素殘留問題。消解管不用浸泡清洗，大大減少了HNO3的使用量，減輕了實驗人員的工作量，提高了工作效率。

本試驗采用全消解和半密閉回流快速消解對土壤樣品進行消解，以硝酸鈀為基體改進劑，優化儀器條件對土壤樣品進行鉛含量測定。結果表明，快速消解準確度、精密度都能滿足測定要求，適合于日常土壤樣品中鉛含量的測定，特別是對于量大、時間要求緊的樣品，能夠快速完成樣品的分析。

參考文獻

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基金項目：安徽省科技重大專項項目（17030801028）;合肥市借轉補項目（J2018G26）。

作者簡介：姜傳軍（1990-），男，安徽懷寧人，助理工程師，從事環境監測工作。 收稿日期：2020-06-30