環(huán)境治理一直是重中之重的問(wèn)題，而土壤染污是其中之一，土壤污染物一般分為無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類。無(wú)機(jī)污染物主要包括酸、堿、重金屬，鹽類、放射性元素銫、鍶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有機(jī)污染物主要包括有機(jī)農(nóng)藥、酚類、氰化物、石油、合成洗滌劑、3,4-苯并芘以及由城市污水、污泥及廄肥帶來(lái)的有害微生物等。對(duì)土壤的研究即離不開(kāi)對(duì)土壤樣品進(jìn)行預(yù)處理，從而測(cè)定分析土壤重金屬微量元素。

為什么要對(duì)土壤進(jìn)行前處理呢？

由于大多數(shù)分析方法如原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電化學(xué)法、發(fā)射光譜法以及比色分析法等分析，均要求把分析的樣品進(jìn)行去雜然后轉(zhuǎn)成透明無(wú)色或者程淡黃色的溶液才可以直接進(jìn)行上機(jī)檢測(cè)。除少數(shù)儀器，如X射線熒光光譜儀、中子活法，火花源質(zhì)譜可直接對(duì)固體樣品進(jìn)行無(wú)損測(cè)定。因此土壤樣品需要進(jìn)行前處理，是根據(jù)選擇的分析設(shè)備而定，每一種前處理方法各有各的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合不同的元素分析儀可以靈活應(yīng)用使得實(shí)驗(yàn)事半功倍。

 

土壤進(jìn)行前處理消解前需要滿足這五大要求

 

1、稱取的固體樣品應(yīng)該是按規(guī)定的要求加工的（如粉碎、分樣等），是均勻有代表性的。

 

2、樣品中需要測(cè)定的被測(cè)元素應(yīng)該完全溶入溶液中（樣品是否“全溶”可根據(jù)需要來(lái)定）。設(shè)定一個(gè)合理、環(huán)節(jié)少、易于掌握、適用于處理大量樣品的化學(xué)處理方法。

 

3、在應(yīng)用化學(xué)方法處理時(shí)，根據(jù)需要可將被測(cè)元素進(jìn)行富集、分離；分離的目的是將干擾被測(cè)元素測(cè)定的基體和其他元素予以分離以提高測(cè)定準(zhǔn)確度。必須考慮的前提是“被測(cè)元素必須富集完全，不能有損失，而分離的組分。不必分離十分干凈。

 

4、整個(gè)處理過(guò)程中應(yīng)避免樣品的污染，包括固體樣品的制備（碎樣，過(guò)篩、分樣）、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、試劑（水）質(zhì)量、器皿等。

 

5、有時(shí)需要考慮分析試液中總固體溶解量（總鹽），過(guò)高的總固體溶解量將造成基體效應(yīng)干擾、譜線干擾和背景干擾。一般來(lái)講，對(duì)于試樣中溶解性總固體含量在10mg/ml(1%)左右的試液，在不長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行分析時(shí)，是不會(huì)堵塞進(jìn)樣系統(tǒng)的。在常規(guī)分析工作中，分析試液的溶解性總固體含量希望越低越好，一般控制在 1mg/ml(0.1%)左右，在測(cè)定元素靈敏度滿足的情況下，有時(shí)控制在0.5mg/ml(0.05%)左右以下。因此，無(wú)機(jī)元素分析的樣品前處理盡可能情況下采用酸分解而不采用堿融，稀釋倍數(shù)在 1000 倍左右。

 

土壤樣品前處理的常用設(shè)備

 

全自動(dòng)石墨消解儀-解放人力操作的自動(dòng)設(shè)備，通過(guò)程序控制，全自動(dòng)進(jìn)行加酸、搖均、加熱消解、定容，一套消解方法，自動(dòng)完成樣品預(yù)處理工作，大大提高工作效率。72孔大通量設(shè)計(jì)，滿足多樣品量，多樣品類別的用戶。

全自動(dòng)石墨消解儀

 

智能石墨消解儀-繼電熱板后的智能系統(tǒng)首次上線的產(chǎn)品，通過(guò)程序多段控制溫度加熱樣品；高純石墨包裹式加熱，可多方位讓樣品受熱，加熱更加均勻，溫度穩(wěn)定性高；分體控制，可用平板電腦遠(yuǎn)程程序控制，避免酸霧及熱源傷害；整機(jī)外圍無(wú)金屬部件，加強(qiáng)防腐功能，延長(zhǎng)使用壽命。

智能石墨消解儀

 

陶瓷電熱板-是一款新型的陶瓷材質(zhì)電熱板，加熱快速均勻，具有超大加熱臺(tái)面，滿足多個(gè)樣品同時(shí)加熱、消解、趕酸；陶瓷材質(zhì)面板比金屬面板更耐腐蝕，而且清潔更容易，有著“一抹即凈，不會(huì)生銹 ” 的稱號(hào)；分體控制打破傳統(tǒng)一體式控制方式，操作人員在控制時(shí)可遠(yuǎn)離加熱體，免受熱源及酸霧的傷害；自動(dòng)溫度警示功能，更人性化的警示在50度高溫以上就會(huì)提示，避免人員觸碰被燙傷。

實(shí)驗(yàn)室電熱板

 

根據(jù)用戶不同的需要及樣品量的處理情況，選擇一款合適的消解設(shè)備非常的關(guān)鍵，相當(dāng)于一個(gè)智能助手一樣幫助您快速完成前處理消解。還可以不同設(shè)備之間進(jìn)行搭配使用，讓實(shí)驗(yàn)無(wú)縫隙完成消解。下面分享16種使用不同設(shè)備進(jìn)行土壤樣品進(jìn)行消解的方法，提供的方法僅供參考不做商業(yè)使用，方法主要通過(guò)收集分享方式與用戶及專業(yè)人員交流。

 

16種國(guó)標(biāo)土壤消解方法

 

消解方法1

 

（HJ/T166）0.5g土樣置于四氟乙烯消解管中，插入智能石墨消解儀的消解孔中，然后幾滴水潤(rùn)濕后，加入10ml 濃HCl，控制器設(shè)定低溫（80-100℃）加熱蒸發(fā)剩約5ml 時(shí)，加入 15ml濃硝酸，繼續(xù)加熱（100-120℃）至粘稠，再加入10ml 氫氟酸繼續(xù)加熱，（ 120℃）并適時(shí)搖動(dòng)消解管。最后加入5ml高氯酸，并加熱至白煙冒盡（130℃ ），分解物呈白色或淡黃色粘稠物。冷卻后用稀酸溶液（ 10%硝酸）沖洗消解管內(nèi)壁及消解管蓋，溫?zé)崛芙鈿堅(jiān)鋮s后定容至50ml。

 

方法適用于測(cè)試土壤中的銅、鉛、鋅、鉻、鎘、砷等。

 

消解方法2

 

（GB/T17141-1997、17138-1997）0.3g土樣置于 50ml四氟乙烯坩堝中，少量水潤(rùn)濕后加入10ml濃鹽酸，低溫加熱（80-100℃）蒸發(fā)至約剩 3ml時(shí)，取下稍冷；然后加入5ml硝酸、4ml氫氟酸、 2ml 高氯酸，加蓋陶瓷電熱板加熱（120℃）1h左右，然后開(kāi)蓋繼續(xù)加熱飛硅（常搖動(dòng)坩堝）。當(dāng)加熱至濃厚白煙出來(lái)時(shí)，加蓋，除去有機(jī)物。當(dāng)白煙散盡內(nèi)容物變粘稠時(shí)，取下稍冷，用少量水沖洗坩堝內(nèi)壁，加入 1ml（1+1）鹽酸溶液溫?zé)崛芙鈿堅(jiān)?。轉(zhuǎn)移至25ml容量瓶定容待測(cè)。

 

方法適用于GFAA法測(cè)土壤中鉛、鎘。也適用于FAA法測(cè)試土壤中銅、鋅。

 

消解方法3

 

（GB/T17140-1997）如最后一步改用（1+5）硝酸溶液1ml溶解殘債，則可轉(zhuǎn)移至 100ml分液漏斗中，加水約50ml，搖勻。再加入2mol/L的 KI 溶液2.0ml，2ml10%的抗壞血酸溶液，搖勻。然后準(zhǔn)確加入5.0ml 的MIBK，振搖1-2min，靜置分層，有機(jī)相待測(cè)。

 

方法適用于FAA法測(cè)土壤中鉛、鎘。

 

如加入KI出現(xiàn)沉淀，證明高氯酸未驅(qū)除干凈。大量沉淀會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏低，建議用NaI代替KI。

 

消解方法4

 

方法適用于FAA法測(cè)土壤中總鉻。

 

（GB/T17137-1997）取0.2g土樣與四氟乙烯坩堝中，少量水潤(rùn)濕后，加入（1+1）硫酸 5ml，濃硝酸10ml，加蓋在陶瓷電熱板加熱（120℃） 1h 左右，開(kāi)蓋繼續(xù)加熱；待分解物粘稠后，加入5ml氫氟酸中溫除硅，經(jīng)常搖動(dòng)坩堝。加熱至三氧化硫白煙后，加蓋繼續(xù)加熱30min，然后取下坩堝稍冷后，用少量水沖洗干過(guò)內(nèi)壁和蓋子，再加熱是白煙散盡并蒸至內(nèi)容物呈不流動(dòng)態(tài)。取下坩堝稍冷，加入 1+1鹽酸3ml溫?zé)崛芙鈿堅(jiān)?，轉(zhuǎn)移至50ml容量瓶中，加入 5ml10% 的氯化銨溶液后定容。

 

消解方法5

 

方法適用于CVAA法測(cè)土壤中總汞。注意器皿清洗和全程序空白樣品檢查。如試樣有機(jī)質(zhì)較多，可預(yù)先用5ml硝酸回流40min 。

 

（GB/T17136-1997）取1g土樣于150ml錐形瓶中，少量水潤(rùn)濕樣品后，加入（ 1+1）硫酸-硝酸混酸8ml，待反應(yīng)停止后，加入蒸餾水 10ml ，2%的高錳酸鉀溶液10ml，瓶口插一漏斗，陶瓷電熱板加熱（80-100℃ ）45min，然后取下冷去。分解過(guò)程中如紫色褪去，應(yīng)隨時(shí)補(bǔ)加高錳酸鉀溶液，保證體系中高錳酸鉀過(guò)量。臨測(cè)定前搖動(dòng)中加入20%的鹽酸羥胺溶液，使紫色剛好褪去及容器壁上的二氧化錳全部褪色。

 

消解方法6

 

方法適用于土壤中鎘、鈷、銅、鉻、錳、鎳、鉛、鋅、釩、砷、鉬、銻共12種元素的ICP-MS法測(cè)定。

 

（HJ803-2016）取0.1g土樣置于四氟乙烯密閉消解罐中，加入6ml王水，微波消解 47min；消解結(jié)束后靜置冷卻，慢速濾紙過(guò)濾，純水定容至50ml。

 

消解方法7

 

方法適用于土壤中鎘、鈷、銅、鉻、錳、鎳、鉛、鋅、釩、砷、鉬、銻共12種元素的ICP-MS法測(cè)定。

 

（HJ803-2016）取0.1g土樣置于100ml錐形瓶中，加入 6ml王水，放上玻璃漏斗陶瓷電熱板微沸2h；消解結(jié)束后靜置冷卻，慢速濾紙過(guò)濾，純水定容至50ml 。

 

消解方法8

 

方法適用于土壤中鉈、鈹、錳、銅、鉛、鋅、鎘、鉻、鎳、鈷、釩共11種元素的測(cè)定。

 

（HJ832-2017）取0.25-0.5g土樣置于四氟乙烯消解罐中，依次加入6ml硝酸、 3ml鹽酸、2ml氫氟酸，使樣品和消解液充分混勻，按程序微波消解48分鐘；消解結(jié)束后靜置冷卻， 1%硝酸定容至25ml。

 

消解方法9

 

方法適用于土壤中砷、鉍、汞、銻、硒共5種元素的測(cè)定。

 

（HJ832-2017）取0.25-0.5g土樣置于消解罐中，依次加入2ml硝酸、 6ml鹽酸，使樣品和消解液充分混勻，按程序微波消解35分鐘；消解結(jié)束后靜置冷卻，實(shí)驗(yàn)用水定容至25ml 。

 

消解方法10

 

方法適用于土壤中汞、砷、硒、鉍、銻的AFS法測(cè)定。

 

（HJ680-2013）取0.1-0.5g土樣與250ml三角瓶中，加入 6ml鹽酸、2ml硝酸，混勻樣品；按程序微波消解45分鐘，冷卻定容 50ml 。

 

消解方法11

 

方法適用于土壤中總鉻的ICP-AES法測(cè)定。

 

（HJ491-2009）取0.2-0.5g土樣置于四氟乙烯坩堝中，加2滴蒸餾水潤(rùn)濕樣品后，加入 10ml鹽酸，低溫加熱至3ml，稍冷；然后加入5ml硝酸、 5ml 氫氟酸、3ml高氯酸，加蓋后陶瓷電熱板中溫加熱1h，然后開(kāi)蓋控溫150℃ 飛硅；消解完全后，加熱3ml鹽酸溶解殘?jiān)螅D(zhuǎn)移到50ml容量瓶中，加入5ml 氯化銨溶液，用水定容待測(cè)。

 

消解方法12

 

方法適用于土壤中總鉻的測(cè)定。

 

（HJ491-2009）取0.2土樣置于微波消解罐中，加2滴蒸餾水潤(rùn)濕樣品后，加入 6ml硝酸、2ml氫氟酸，按照升溫程序消解30min；冷卻后轉(zhuǎn)移到 50ml 四氟乙烯坩堝中，加入2ml高氯酸，控制溫度150℃飛硅；冷卻后加入3ml 硝酸溶解殘?jiān)?，轉(zhuǎn)移到50ml容量瓶中，加入5ml氯化銨溶液，用水定容待測(cè)。

 

消解方法13

 

方法適用于土壤中除汞以外的GFAA或ICP-MS全元素分析。

 

（EPAmethod3050B）取1g樣品置于四氟乙烯坩堝中，加入10mL的 1:1的硝酸，加熱樣品至95±5℃，不沸騰蒸餾10-15分鐘，讓樣品冷卻，加入 5mL濃硝酸，重新蓋上蓋子回流加熱30分鐘。如果有棕色的煙生成，表明樣品被HNO3 氧化，重復(fù)這一步驟 (每次加入5mL濃硝酸)，直到樣品不再有棕色的煙產(chǎn)生，表明樣品已完全同硝酸反應(yīng)。將溶液不沸騰蒸發(fā)至大約 5mL，或在95±5℃不沸騰加熱兩小時(shí)。樣品溶液須始終覆蓋容器的底部。然后使樣品冷卻，加入2mL 水和 3mL30%的雙氧水，重新放到熱源上，加蓋加熱讓它與過(guò)氧化氫反應(yīng)。（此步驟須注意，不要讓樣品由于大量的氣泡冒出造成樣品的損失，加熱直到不再有大量氣泡產(chǎn)生,然后將容器冷卻。冷卻 5 分鐘后，再緩慢加入10mL30%的雙氧水。（此步驟須注意,不要讓樣品由于大量的氣泡冒出造成樣品的損失）。繼續(xù)加入 30%的雙氧水，每次為1mL，同時(shí)加蓋加熱，直到樣品中只有細(xì)微氣泡或大致外觀不發(fā)生變化。繼續(xù)加熱，直到溶液體積減小至大約5mL ，或在95±5℃下不沸騰蒸餾2小時(shí)。冷卻，濾去固形物，定容至100mL 。

 

加入的雙氧水總體積不應(yīng)超過(guò)10mL。

 

消解方法14

 

方法適用于土壤中除汞以外的FLAA或ICP-AES全元素分析。

 

（EPAmethod3050B）取1g土樣，加入2.5mL濃硝酸和 10mL濃鹽酸加蓋蒸餾15分鐘，冷卻后，將消解液通過(guò)定量濾紙過(guò)濾，收集濾液至100mL 的容量瓶中。先用不超過(guò) 5mL熱鹽酸（約95℃）沖洗漏斗中的濾紙，接著用20mL 試劑水（約95℃ ）沖洗。將洗液收集至同一容量瓶中。從漏斗中取出濾紙和殘?jiān)呕氐饺萜髦?。加?/span>5mL濃硝酸，將容器放回到熱源上，加熱至95±5℃ 直到濾紙被消解。將殘?jiān)俅芜^(guò)濾，并將濾液收集至同一 100mL的容量瓶中。讓濾液冷卻，然后稀釋至體積。如果容量瓶底部有沉淀生成，加入濃HCl使沉淀溶解， HCl的體積最大不超過(guò) 10mL。沉淀溶解之后，用試劑水將溶液稀釋至100ml待測(cè)。

 

在冷卻初級(jí)或次級(jí)濾液時(shí)，溶解度受溫度影響很大的高濃度金屬鹽可能會(huì)形成沉淀。如果冷卻時(shí)容量瓶?jī)?nèi)有沉淀生成，不要將溶液稀釋至體積。

 

消解方法15

 

方法適用于含硅質(zhì)較多、基體較復(fù)雜的土壤中重金屬的分析。如不對(duì)消解液趕酸，應(yīng)加大標(biāo)準(zhǔn)曲線稀釋液的酸度，盡量使標(biāo)準(zhǔn)曲線的基體與消解液匹配。

 

（EPAmethod3052）取0.5土樣置于微波消解罐中，加入3ml的去離子水， 9ml濃硝酸和3ml氫氟酸和3ml鹽酸，密閉后， 5min 升溫到180℃，在180℃保溫10min ，然后冷卻。轉(zhuǎn)移到 50ml容量瓶中定容待測(cè)。如測(cè)試儀器無(wú)耐氫氟酸系統(tǒng)，可加入硼酸來(lái)保護(hù)石英矩管。

 

消解方法16

 

方法適用于普通土壤、底泥中重金屬的分析?？刹粚?duì)消解液趕酸，應(yīng)加大標(biāo)準(zhǔn)曲線稀釋液的酸度，盡量使標(biāo)準(zhǔn)曲線的基體與消解液匹配。

 

（EPAmethod3051/3051A）取0.5土樣置于微波消解罐中，加入10ml濃硝酸（或者 12ml逆王水），密閉后，5.5min升溫到175℃，在 175℃ 保溫10min，然后冷卻。轉(zhuǎn)移到50ml容量瓶中定容待測(cè)。

 

土壤前處理消解方法合理選擇

 

評(píng)價(jià)處理方法的選擇是否合理，一般應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則：

 

①所選方法應(yīng)能最有效地除去測(cè)定的干擾組分，否則即使方法簡(jiǎn)單、快速也不宜采用；

 

②待測(cè)組分的回收率要足夠高；

 

③操作簡(jiǎn)便、省時(shí)；

 

④盡可能避免使用昂貴的試劑和儀器、以保持成本低廉。對(duì)于一些新型高效、簡(jiǎn)便可靠而自動(dòng)化程度又很高的樣品預(yù)處理技術(shù)，盡管所需儀器的價(jià)格較為昂貴，但因其效率和效益顯著，必要的投資還是值得的；

 

⑤對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康不產(chǎn)生影響，即所選預(yù)處理方法少用或不用污染環(huán)境或影響人體健康的試劑。對(duì)于必須使用的試劑，定要設(shè)法做到能循環(huán)使用，或使其危害降至最低限度。