ASD－GFAAS 联用快速测定土壤中的铅和镉

张建平，赵小学，马诗院，邱坤燕，付燕利，陈 纯，孙永旺，王龙飞

（1.济源市环境监测站，河南 济源 459000；2.济源市环境科学研究所，河南 济源 459000；3.河南省环境监测中心，河南 郑州 450004）

铅、镉是一种具有极高生物毒性的重金属元素，在环境系统中的迁移极为活跃，已被联合国环境规划署、世界卫生组织和美国农业委员会等列为优先关注污染物［1］。其含量是检测土壤污染状况的重要指标，可作为农田土壤是否适合生产无公害农产品的重要依据［2］。

目前，土壤铅、镉的分析方法有原子吸收分光光度法［3－4］、电感耦合 等离子 体质谱 法［5］、X 射线荧光法［6］，其中原子吸收分光光度法为国标分析方法。土壤中镉的含量普遍较低，KI－MIBK萃取原子吸收分光光度法（GB／T 17140－1997）往往需要对样品浓缩才能测定，分析过程繁琐［7］。采用原子吸收分光光度法（GB／T 17141－1997、GB／T 17140－1997）中的前处理方法，消解时间长，对操作人员的经验要求比较高，导致重现性较差［8］；同时，样品消解过程中需要用到高浓度的HNO3、HF、HClO4，及其在消解过程中释放NOx、SiF4等有毒气体或腐蚀性气体，对消解人员的健康也构成威胁。

本试验采用DEENA公司的全自动无机样品前处理仪进行土壤样品的消解处理，使用石墨炉原子吸收分光光度法对消解液进行分析，结果显示，土壤铅和镉完全融出，说明该方法操作过程简单、快速、准确，适合大批量土壤样品的分析。

1 试验材料

1.1 仪器

全自动消解仪（ASD），Thomas Cain公司；石墨炉含自动进样系统，PerkinElmer公司；纯水仪，Millipore公司。

1.2 试剂

消解试剂 HNO3、HF、HClO4、HCl均为优级纯试剂；镉标准溶液，Agilent公司的Part 5183－4688；硝酸，CNW 公司；基体改进剂 Mg（NO3）2、NH4H2PO4均为优级纯试剂。采用质量法分别配置0、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00μg／L镉标准曲线溶液，0、5.00、10.00、20.00、40.00、80.00μg／L 铅标准曲线溶液，Mg（NO3）2和NH4H2PO4浓度分别为300mg／L、0.50%的混合基体改进剂溶液。

2 试验条件

2.1 样品消解条件

准确称取0.100 0g标准土壤样品GSS－7（砖红壤）、GSS－10（松嫩平原）、GSS－13（华北平原）、GSS－16（珠江三角洲）各6个，于ASD专用消解罐中，置ASD消解仪上，按表1样品消解程序进行样品前处理，同时带上3个全程序空白。如果土壤消解液在第19步呈白色或黄色黏稠液，就直接跳到第25步。

表1 样品消解程序

2.2 样品分析条件

石墨炉分析镉、铅时，分别采用228.8，283.3nm波长，1.0，0.7nm狭缝宽，4.0，10mA灯电流；样品和基体改进剂进样量分别为20，2μL，按表2石墨炉加热程序，采用峰面积法计算。

3 试验结果与分析

采用ASD按表1消解程序，对土壤标样进行消解，按表2石墨炉加热程序，分析测试结果见表3。

表2 石墨炉加热程序

表3 ASD前处理石墨炉测试结果

从表3可以看出，采用ASD消解方法的测量值基本落在标准值的上限范围，这与其他学者的结果［2］吻合。这可能与所用酸的纯度有关，也可能与土壤定值有关。各标样6次全程序平行样的相对标准偏差基本都小于5%，满足《土壤环境监测技术规范》（HJ／T 166－2004）关于土壤监测平行样最大允许相对偏差的要求。本方法消解完全，重现性良好，结果准确，避免了用电感耦合等离子体发射光谱法靠经验系数来获得土壤铅的数据，解决了土壤镉浓度低而不能直接在火焰原子吸收光谱仪和电感耦合等离子体发射光谱仪不能的问题。

此试验方法省时省力，数据准确，对大批量土壤重金属调查研究具有重要意义。

［1］师荣光，赵玉杰，彭胜巍，等.不同土地利用类型下土壤－作物镉含量积累及其健康风险评价［J］.资源科学，2008，30（12）：1904－1909.

［2］刘善江，田 野，姚志东.石墨炉原子吸收法测定土壤中Cd的试验条件及基改剂优化［J］.中国农学通报，2010，26（21）：172－176.

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［4］何晓文，许光泉，王伟宁.火焰原子吸收法测定土壤中金属元素［J］.理化检验－化学分册，2011，47（7）：778－780.

［5］田娟娟，杜慧娟，潘秋红，等.电热板消解与密闭罐消解对土壤中49种矿质元素ICP－MS法检测的影响［J］.分析测试学报，2009，28（3）：319－325.

［6］戴礼洪，刘潇威，王 迪，等.偏振能量色散X射线荧光光谱法在土壤环境监测中的应用［J］.光谱实验室，2011，28（2）：836－841.

［7］季天伟，张 琴.微波消解－石墨炉原子吸收法在土壤铅、镉含量分析中的应用［J］.浙江农业学报，2009，21（2）：164－167.

［8］陈 纯，刘 丹，路新燕，等.ASD－ICP－AES连用快速测定土壤中部分重金属［J］.环境监控与预警，2011，3（2）：16－20.