土壤中重金属元素检测的质量认证

余秀娟，樊继鹏,魏晓培，汪 洋

(1. 苏州市出入境检验检疫局 检验检疫综合技术中心，江苏 苏州 215104；2. 苏州华博日化品检测服务有限公司，江苏 苏州 215104)

分析测试经验介绍(135～137)

土壤中重金属元素检测的质量认证

余秀娟1,2，樊继鹏1,2,魏晓培1,2，汪 洋1,2

(1. 苏州市出入境检验检疫局 检验检疫综合技术中心，江苏 苏州 215104；2. 苏州华博日化品检测服务有限公司，江苏 苏州 215104)

探讨了土壤中重金属检测能力验证的质量控制措施，为确保能力验证结果的准确性及不断提高实验室的检测技术水平提供参考.

土壤；重金属；检测；质量认证

随着经济的飞速发展，人类的生产和生活特别是冶金、矿产开发、化工等工业生产中产生了大量的废水和固体废弃物，将不可避免地对环境产生一定污染，其中土壤中重金属污染已成为人们不容忽视的环境问题之一. 因此，准确可靠地测定土壤重金属元素的含量，对土壤环境评价和风险评估有着非常重要的作用.

质量认证是通过实验室间比对来评价和验证实验室分析结果可靠性的一种途径[1]，是对实验室管理和控制的补充和完善. 通过参加能力验证活动，能够提高实验室对测量方法的认识，增强自身的信心以及赢得客户的信任. 本实验室于2016年7月底参加了由国家认证认可监督管理委员会和环境保护部标准样品研究所共同组织的 “土壤中重金属元素的检测(CNCA-16-A12)”的质量认证. 本文分析探讨了本次能力验证过程中的质量控制措施和注意事项，可为提升实验室检测工作质量和管理水平提供一定的借鉴.

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

Agilent 220原子吸收分光光度计(美国安捷伦科技公司)；AFS-9300氢化物发生原子荧光光度计(北京吉天仪器有限公司)；HS型电热恒温水浴锅(上海博迅实业有限公司)；C-AG HP10型电热板(IKA仪器设备有限公司)；MARS5型微波消解仪(美国培安公司)；BHW-09C型赶酸仪(上海博通化学科技有限公司)；Milli-型超纯水机(Merck Millipore中国有限公司)；ML204分析天平(瑞士梅特勒-托利多中国有限公司).

所使用的试剂均为优级纯，主要有硝酸、盐酸、高氯酸、氢氟酸、重铬酸钾、硼氢化钾、氢氧化钾、硫脲、抗坏血酸等；试验用水为超纯水(电阻率≥18 MΩ·cm，所有器皿均在25%硝酸溶液浸泡24 h以上.

土壤样品1份，黏质土，采用棕色瓶包装，样品编号为BI4413656.

1.2 样品预处理

按照日常检测程序分别检测土壤样品中汞、铬、铜的总量. 除汞外，均采用全分解方式消解样品. 汞元素的测定根据GB/T 22105.1-2008[2]，采用王水水浴消解，原子荧光分光光度计测定. 具体方法：准确称取0.5 g样品于50 mL具塞比色管中，加入少许水润湿样品，加入10 mL(1+1)王水，加塞后摇匀，于沸水浴中消解2 h，取出冷却，立即加入10 mL 0.05%的重铬酸钾溶液，用0.02%的重铬酸钾溶液稀释至刻度，摇匀后防止，取上清液待测. 铬、铜两种元素的测定分别根据HJ 491-2009[3]和 GB/T 17138-1997[4]，采用微波消解，原子吸收分光光度计测定. 具体方法：准确称取0.2 g样品于微波消解罐中，用少量水润湿后加入6 mL硝酸、2 mL氢氟酸，进行微波消解，冷却后，加入2 mL高氯酸，将微波消解罐转移到赶酸仪中进行赶酸，温度控制在150 ℃，蒸至内容物呈粘稠状. 取出稍冷，加入(1+1)盐酸溶液3 mL，温热溶解可溶性残渣，冷却后转移到50 mL容量瓶中，用超纯水定容至标线，待测.

1.3 检测质量控制

采用土壤成分分析标准物质 GBW07457(GSS-28，中国地质科学院地球物理地球化学勘察研究所)进行全程质量控制，与未知样品一起同时进行烘干、称量、消解、测定、数据处理及计算等，测定3次，取平均值，相对标准偏差均在10%以内. 3种元素的测定结果如表1所列.

表1 质量控制结果(n=3)Table 1 Results of quality control(n=3)

2 样品测定结果

样品重复测定3次，取平均值，相对标准偏差均低于5.0%. 测定结果均以干重表示，结果保留三位有效数字，单位为mg/kg. 本实验室于2017年1月初收到由国家认监委颁发的证书(CNCA-16-A12-136)，汞、铬、铜的测试结果均为满意结果，具体如表2所列.

表2 能力验证样品测定结果(n=3)Table 2 Results ofproficiency testing of samples(n=3)

备注：|Z|≤2为满意结果；2<|Z|<3为可疑或有问题结果；|Z|≥3为离群或不满意结果.

3 分析讨论

影响检测结果的因素很多，主要从以下几个方面进行分析讨论：

(1)收到样品后，实验室按照作业指导书的要求详细检查样品的状态，并将样品在室温下单独保存以防止污染，称量完毕后迅速盖上盖子. 测定前，进行预试验，初步了解能力验证样品中各元素的含量范围，以助于试验方案的设计.

(2)安排两组具备扎实的化学分析基础和仪器操作技能的实验人员进行独立的试验[5]，进行人员比对，减少人为误差造成的结果偏离，确保测定结果的准确性.

(3)选择经校准的试验仪器和设备进行样品测定和分析，分析前，将仪器各项参数调试到最佳状态，减小由仪器问题带来的结果偏离.

(4)土壤中重金属如铬、铜等元素有一部分通常赋存在原生矿物和次生硅酸盐矿物晶格中，来源于土壤矿物，性质稳定，不容易被释放出来，笔者在此前的研究中也有发现[6]. 因此分析这些元素全量时，样品消解方式非常关键，必须要加入氢氟酸以破坏其矿物晶格，将其中的元素转化为可测定的有效态. 此外，还要注意的高氯酸的加入会导致铬部分挥发损失.

(5)根据作业指导书要求，并没有限定检测方法. 笔者根据日常检测过程中对电热板消解法和微波消解法的比较研究和长期的检测经验，采用经过确认的检测方法进行试验. 铬、铜的测定是采用微波消解后同时测定，简化了不同标准之间的差异性，减少了分析过程中的冗繁，很大程度上缩短了前处理时间.

(6)试验过程中，采用质控样(土壤成分分析标准物质)、全程双空白及加标回收对整个分析过程进行全程质量控制，确保质控样、空白和加标回收率均在有效范围内，减少了随机误差和系统误差的发生. 严格进行测定过程的规范操作、准确度实验，认真进行数据的处理和计算[7].

(7)整个分析过程中，防止交叉污染. 对分析和测定过程中的温度、湿度、振动、噪声、清洁条件等检测环境进行有效监控，防止环境因素对检测结果产生影响.

[1] 邢小茹，马小爽，田珩，等．土壤重金属元素检测国际实验室比对研究[J]．中国环境监测，2012，28(21): 8-22．

[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 中国国家标准化管理委员会．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]．北京:中国标准出版社，2008.

[3] 环境保护部．HJ 491-2009土壤 总铬的测定火焰原子吸收分光光度法[S]．北京:中国环境科学出版社，2009.

[4] 国家环境保护局，国家技术监督局．GB/T 17138-1997土壤质量 铜、锌的测定 火焰原子吸收分光光度法[S]．北京:中国标准出版社，1998.

[5] 崔勇，杨柳俊，陈晓燕．能力验证考核中质量控制措施分析[C]．中国水文科技新发展-2012中国水文学术讨论会论文集，2012．

[6] 余秀娟，霍守亮，昝逢宇，等．巢湖表层沉积物中重金属的分布特征及其污染评价[J]．环境工程学报，2013，7(2)：439-450．

[7] 张艳丽，刘宏伟，宋宝军，等．农产品实验室能力验证过程中的质量控制[J]．分析仪器，2013，6：130-134．

Quality Assurance of Determination of Heavy Metals in Soils

YU Xiu-juan1,2，FAN Ji-peng1,2，WEI Xiao-pei1,2，WANG Yang1,2

(1. Suzhou Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Suzhou 215104, Jiangsu China；2. Suzhou Huabo Daily Chemicals Testing &Service Co., Ltd, Suzhou 215104, Jiangsu China)

Quality control measures were discussed in the process of proficiency testing of heavy metals in soils, in order to provide the reference for guarantee the accuracy of the proficiency testing results, and raise the level of laboratory testing technology unceasingly.

soil; heavy metals;testing;quality assurance

2017-02-27;

2017-03-20.

余秀娟(1986-)，女，硕士，研究方向：主要从事环境监测与评价. E-mail：yuxiujuan666@163.com.

O657.3

B

1006-3757(2017)02-0135-03

10.16495/j.1006-3757.2017.02.013