土壤中铅测定前处理方法优化

白小鸣　张慧　张大强

摘要[目的]优化土壤中铅测定前处理方法。[方法]采用微波消解-湿法相结合的方法对土壤样品进行消解处理，结合原子吸收分光光度計测定土壤中铅含量。通过对已知含量的标准物质进行测定及回收率、精密度等来确定土壤样品前处理过程。[结果]样品回收率为83.4%～98.8%，精密度为0.356%，标样测定结果经t检验，与国标方法差异无统计学意义。[结论]该方法消解彻底、耗时短，测定结果能够满足试验要求，可用于测定土壤中的铅含量。

关键词土壤；铅；前处理方法；优化

中图分类号X833文献标识码

A文章编号0517-6611（2018）28-0176-02

Optimization of Pretreatment Methods for Determination of Lead in Soil

BAI Xiaoming，ZHANG Hui，ZHANG Daqiang et al（China Certification & Inspection Group Central Plains Agricultural Products & Food Testing（He Nan）Co.Ltd，Zhengzhou，Henan 450000）

Abstract[Objective] The research aimed to optimize the pretreatment method for lead determination in soil. [Method]The soil samples were digested by microwave digestionwet method.The lead content in soil was determined by atomic absorption spectrophotometer.The soil sample pretreatment process is determined by measuring the known content of the standard substance，recovery rate，precision，and the like.[Result]The sample recovery rate was 83.4%-98.8%，and the precision was 0.356%.The results of the standard samples were tested by t test，and there was no significant difference between the samples and the national standard method.[Conclusion]This method is complete and time-consuming，and the determination results can meet the test requirements and can be used to determine the lead content in soil.

Key wordsSoil；Lead；Pretreatment method；Optimize

铅是一种重金属元素，对人体危害主要表现在对多种组织、器官造成危害[1]，了解土壤中铅的含量对于减少铅污染、改善生活环境、提高人们的健康水平具有重要的意义[2]。目前，土壤中铅含量测定采用的是GB/T 17141—1997，消解方法有盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸[3]、硝酸-氢氟酸-高氯酸分解法、王水-氢氟酸-高氯酸分解法、盐酸-硝酸-高氯酸[4]等湿法消解和微波消解法[5]等。在实际操作中，湿法消解耗时长、消耗试剂量大、溶样不完全，导致检测时间长、结果偏差等。

在科学技术蓬勃发展的今天，利用先进技术改进土壤中铅测定方法，提高土壤中铅测定的精准度、准确性、有效性，对解决土壤污染问题有很大帮助[6]。与传统的湿法消解电热板加热相比，微波消解具有操作过程高效方便、无需重复加酸、消解彻底、分析结果精密度高、样品污染少、试剂用量少等优点，是目前国内较先进的样品处理方法[7]。对于微波消解方法，微波功率和时间选择不当，会导致土样消解不完全的情况出现。要获得完全的消解必须对不同的样品具体消解时间和功率进行试验确定，费时费力[8]，笔者针对土壤样品国标中前处理及微波消解法的缺陷，对国标方法加以改进，采用微波消解-湿法消解相结合的方法进行处理后测定土壤样品。

1材料与方法

1.1仪器与试剂

原子吸收分光光度计（AA-7000型，岛津）；自动进样器；铅空心阴极灯；石墨管。

盐酸（优级纯）、硝酸（优级纯）、氢氟酸（优级纯）、高氯酸（优级纯）、过氧化氢（优级纯）、铅标准溶液（1 000 mg/L，国家有色金属及分析材料测试中心）、硝酸钯溶液（10 g/L）；分析过程中全部用水均使用去离子水。

1.2仪器工作条件

1.2.1微波消解升温程序。称取样品0.2 g（精确至0.000 1 g）于微波消解罐中，加入5 mL硝酸、2 mL过氧化氢、1 mL氢氟酸，按照微波消解的操作步骤（表1）消解试样。冷却后取出，开盖排气，用少量水冲洗内盖，将消解罐放在赶酸装置中，于100 ℃加热30 min，用水定容至50 mL，混匀备用，同时做空白试验。

1.2.2石墨炉原子吸收分光光度计工作参数。所用测定仪器型号为岛津石墨炉原子吸收分光光度计（AA-7000），光学参数为波长283.3 nm，狭缝宽0.7 nm，灯电流10 mA；石墨炉升温程序如表2所示。

1.3方法

1.3.1标准溶液的配制。

将铅标准储备液逐级稀释为10 μg/mL 的标准使用液，准确移取铅标准使用液0、0.05、0.10、0.25、0.50、0.75、1.00 mL于50 mL容量瓶中，用0.2%硝酸稀释定容。该标准溶液中含铅0、10、20、50、100、150、200 μg/L。

1.3.2工作曲线的绘制。

按“1.2.2”仪器工作条件和“1.3.1”试验方法配制标准溶液系列进行测定，根据测得的峰高对其质量浓度进行线性回归，得线性回归方程y=0.001 680 7x+0.004 788 7，相关系数r=0.999 7。

1.3.3公式计算。土壤样品中铅含量的计算公式如下：

X=（c1-c0）×V×1 000m×1 000×1 000（1）

式中，X为样品中铅含量（mg/kg）；c1为测定样液中铅含量（ng/mL）；c0为空白样液中铅含量（ng/mL）；V为定容体积（mL）；m为称样质量（g）；1 000为换算系数。

1.4样品预处理

1.4.1湿法消解。

准确称取0.1～0.3 g（精确至0.000 1 g）土壤于聚四氟乙烯坩埚中，加少量水湿润后，加5 mL盐酸，低温预消解，当蒸发至约3 mL时，取下稍冷，加入5 mL硝酸、4 mL氢氟酸、2 mL高氯酸，加盖后于电炉上中温加热3 h，然后开盖，继续加热除硅。当加热至冒浓厚白烟时，加盖，使黑色有机碳化物分解，待坩埚上的黑色有机物消失后，开盖驱赶白烟并蒸发至内容物呈黏稠状时，取下稍冷，用水冲洗坩埚改内壁，并加入1 mL硝酸溶解残渣。然后将溶液转移至50 mL 容量瓶中，用纯水定容，摇匀备用。

在消解时，应注意观察，若消解不完全，可酌情加酸繼续消解，直到样品消解完全。

1.4.2微波消解-湿法。

称取试样0.1～0.3 g（精确到0.000 1 g），放入消解罐中，加入6 mL硝酸，在赶酸装置中100 ℃进行预消解30 min，取下稍冷，加入2 mL过氧化氢、2 mL 氢氟酸，用微波消解仪进行微波消解，微波消解升温程度参考表1。冷却后打开消解罐，置于赶酸装置中，加入1 mL 盐酸、1 mL 高氯酸，130 ℃加热消解30 min后，赶酸，待冒白烟并蒸发至内容物豆粒大小时，取下稍冷，用水冲洗消解管内壁，并定容至50 mL，用纯水定容，摇匀备用。

2结果与分析

2.12种消解方法结果的比较

2种方法消解出的样品溶解，用原子吸收分光光度计测定，按公式（1）计算，结果如表3所示。两组测量数据经t检验，结果t=0.853，P>0.05，说明2种方法间差异无统计学意义。

在消解过程中，湿法消解过程耗时较长，且在消解过程中要反复加酸，才能样品完全消解。而微波消解-湿法结合的方法，耗时较短，消解过程中不同反复加酸，样品可完全消解。

2.2微波-湿法精密度试验

取已知铅含量的土壤样品分别进行连续10次重复测定，计算结果的精密度。结果表明，该方法精密度RSD为0.356%，结果良好，符合分析要求。

2.3微波-湿法回收率试验

称取18组平行样品，取9组样品分别加入0.075、0.075、0.075、0.100、0.100、0.100、0.150、0.150、0.150 mL 10 μg/mL的标准铅工作液，按微波消解-湿法结合的前处理过程消解样品，分别加入定容50 mL，按照公式（1）计算结果，计算每组样品回收率，结果如表4所示。结果表明，该方法样品测定回收率为83.4%～98.8%，符合要求。

3结论

在处理土壤样品时，由于土壤样品复杂，难以消化，若消化不完全，需要重复加酸消解，这不仅会导致测定时间延长、消解过程繁琐，还会导致测定结果的误差。采用微波消解-湿法消解相结合的方法，避免重复加酸，可以使样品一次性消解完全，大大缩短土壤样品的消解时间，提高消解效率。经试验测定，该方法的回收率为83.4%～98.8%，精密度RSD为0.356%，标样测定结果经t检验，与国标方法差异无统计学意义，可用于测定土壤中的铅含量。

参考文献

[1]

方亚敏，朱圆圆，茅建人.国标测定土壤中铅测定方法改进的探讨[J].广东微量元素科学，2012，19（2）：55-59.

[2] 宋国辉，宋彦辉，范晓华.土壤中铅的测定方法研究[J].中国卫生工程学，2013，12（2）：160-161，163.