两种消解方法测定土壤中的汞

杨雁南（资阳市环境监测中心站 四川 资阳 641300）

汞，尤其是有机汞，具有极强的毒性和高度的生物蓄积性，会对人类健康和生态环境造成很大危害。在自然环境下，土壤中汞含量一般处于微量和痕量级水平。汞列为土壤环境质量的必测项目。目前土壤汞的消解方法主要有水浴消解、微波消解。本文利用这两种消解方法对土壤进行前处理，分析各自的特点，同时结合原子荧光法测定土壤中的汞。

1 实验部分

1.1 主要仪器

原子荧光光度计AFS-830，北京吉天仪器有限公司。

微波消解仪CEM-MarsXpress，美国CEM 公司。

电热恒温水浴锅HWS-28，上海齐欣科学仪器有限公司。

电子天平AR2140，奥豪斯国际贸易（上海）有限公司。

1.2 主要试剂

1+1王水：在烧杯中依次加入3份盐酸（优级纯）、4份水（去离子水）、1份硝酸（优级纯），得到8份体积的 1+1王水。避免盐酸与硝酸直接混合，因其产生红褐色氮氧化物，干扰原子荧光光度计测定。汞标准溶液：100mg/L（国家标准物质中心配制）。载流溶液（5%盐酸）：量取50ml盐酸，缓缓倒入盛有500ml去离子水的烧杯中，再加去离子水至1000ml刻度。还原剂：称取5g氢氧化钾于盛有100ml去离子水的聚乙烯瓶中，搅拌溶解后加入20g硼氢化钾，加去离子水至1000ml。土壤标准样品：GSS-3（中国地质科学院地球物理地球化学勘察研究所）。

1.3 土壤样品的消解

1.3.1 水浴消解

分别准确称取土壤环境标准物质 GSS-3和考核样品A，B各0.5000g样品置于 50ml具塞比色管中，少许水湿润样品，加入10ml 1+1王水，加塞后充分摇匀，开盖放置15min左右气泡冒尽，沸水浴中加热2h，取下冷却，在原比色管中以5%盐酸稀释至50ml，摇匀后放置，取上清液待测。同时做全程序空白实验。

1.3.2 微波消解

分别准确称取土壤环境标准物质GSS-3和考核样品A，B各0.5000g样品置于消解罐中，少许水湿润样品，在通风橱中先加入6ml盐酸，再缓缓加入2ml硝酸，混匀使样品与消解液充分接触，待剧烈反应气泡冒尽后加盖旋紧，放入微波消解仪中按表1的升温程序进行消解，程序结束后冷却至室温，将消解罐在通风橱中取出，缓慢泄压放气，打开消解灌盖。

表1 微波消解升温程序

把玻璃小漏斗插入50ml容量瓶的瓶口，将消解后的所有样品转移至50ml容量瓶中，最后用去离子水定容，摇匀后放置，取上清液待测。同时做全程序空白实验。

1.4 样品的测定

分别移取 1、2、4、6、8、10ml汞标准使用液（10ug/L）于50ml的容量瓶中，用5%盐酸定容，配制成 0.2、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0ug/L汞标准溶液系列。

仪器工作参数：灯电流 30mA；负高压270V；原子化温度200℃；原子化高度10mm；载气流量300ml/min；屏蔽器流量700ml/min。

在上述条件下测定汞标准曲线的方程为I=3298.9216C+26.7698，相关系数0.9998，线性关系良好。

2 结果与讨论

2.1 测定结果对比

2.1.1 方法的检出限

检出限 C=k·SD/a。SD 为连续11次全程序空白试验的标准偏差，a为方法的灵敏度（即标准曲线的斜率），k取3。以称样0.5000g计，两种消解方法的检出限均为0.002 mg/kg。

2.1.2 精密度测定

测定国家总站土壤监测能力验证考核样CODE2017-0279A（样品A），CODE2017-0279B（样品B）。平行测定3次，测定结果见表2，结果表明水浴消解与微波消解处理样品的平行性都很好，相对标准偏差分别为0.4%～0.9%，0.4%～1.8%。

表2 精密度实验结果

2.1.3 准确度测定

取国家有证标准物质土壤 GSS-3的测定结果见表3。

表3 准确度测定结果

由表3可见，平行测定5次，水浴消解与微波消解处理样品的测定值均在标准参考值范围内，相对标准偏差分别为2.7%和2.6%，相对误差分别为3.3%和1.7%，符合质量控制要求。

2.2 消解方法的特点

水浴消解：（1）设备投入少、成本低，易于操作。（2）水浴消解法在同一支比色管中进行水浴消解、定容、吸取测定全部操作，避免了溶液转移带来的损失与污染。（3）反应较为平缓，相对微波消解操作较为安全。（4）8孔水浴锅一次消解多达80个样品，特别适合土壤普查等样品量大的工作。

微波消解：（1）密闭方式酸融减少汞的损失和对环境的污染。（2）微波消解利用微波能促进分子间的碰撞，提高了消解反应的速度，大大缩短了消解的时间，消解速度比水浴消解更快些。（3）消解过程自动化，大大降低劳动强度。（4）表2表3测定的平均值显示了微波消解法所得土壤中的汞检测值大于水浴消解处理的同一土壤样品，相对误差也较小，这说明微波消解效果更好。

3 结论

利用水浴消解与微波消解方法对土壤进行前处理，结合原子荧光法测定土壤中的汞，在中国环境监测总站2017年第二轮土壤汞能力考核中，获得了满意的结果。这两种消解方法均具备检出限低，精密度高，准确性好等优点。不同的实验室可根据自己的实验室条件和样品数量选择前处理方法。

〔1〕国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法（第四版）〔M〕.北京：中国环境科学出版社，2002.354.

〔2〕GB/T 22105.1-2008，土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法第1部分：土壤中总汞的测定〔S〕.

〔3〕HJ 680-2013，土壤和沉积物 汞、砷、硒、铋、锑的测定微波消解/原子荧光法〔S〕.