1、前言

土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一，也是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。近年來，隨著工業(yè)、城市污染的加劇和農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)種類、數(shù)量的增加，土壤重金屬污染日益嚴(yán)重。重金屬在土壤中累積，不僅引起土壤本身的理化、生物學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，使土壤生產(chǎn)力下降，而且通過食物鏈最終影響人類健康。研究表明，進(jìn)入人體內(nèi)的重金屬，對人體的各個發(fā)展階段都會產(chǎn)生影響，尤其對母嬰的毒害更為明顯。2016年5月31日，中國環(huán)境保護(hù)部頒布了《土壤污染防治行動計劃》（以下簡稱“土十條”），并與2016年12月23日開始了全國范圍的“土壤污染狀況詳查”的項目。土壤中重金屬的檢測可以為土壤污染的防治工作提供重要的數(shù)據(jù)支持。

目前，AA、ICP-MS、ICP-OES等先進(jìn)儀器廣泛應(yīng)用于土壤中重金屬元素的分析，測定速度、精度和穩(wěn)定性都很好。微波消解技術(shù)能顯著的節(jié)省能源，極大的縮短樣品的消解時間，試劑用量小，空白值低。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）具有靈敏度高、干擾少、線性范圍寬和同時測定多種金屬元素等優(yōu)點。本文參照2017年3月更新的《全國土壤污染狀況詳查技術(shù)規(guī)定》的檢測項目和分析方法，采用微波消解對土壤樣品進(jìn)行前處理，利用ICP-OES測定土壤中的Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn等8種元素。

ETHOS UP微波消解儀

2、實驗部分

2.1主要儀器與試劑

ETHOS UP微波消解儀（意大利MILESTONE公司）

iCAP7400電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（美國賽默飛世爾科技有限公司）

10mg/L等離子發(fā)射光譜分析混合離子標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn）上海市計量院測試技術(shù)研究院

硝酸、鹽酸、氫氟酸優(yōu)級純

實驗室用水為超純水。

2.2樣品的制備

按照HJ/T166和GB17378.3要求，將采集后樣品在實驗室中風(fēng)干、破碎、過篩、保存。樣品采集、運(yùn)輸、制備和保存過程應(yīng)避免沾污和待測元素?fù)p失。

2.3試樣的制備

準(zhǔn)確稱取風(fēng)干、過篩的樣品0.2000g（精確至0.0001g。樣品中元素含量低時，可將樣品稱樣量適當(dāng)提高）于微波消解罐中，用少許超純水潤濕后依次加入6mL硝酸，2mL鹽酸和1mL氫氟酸，混勻使樣品與消解液充分接觸。若有劇烈化學(xué)反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后再將消解罐加蓋密封，將消解罐對稱放置于轉(zhuǎn)子架上，連接溫度傳感器，設(shè)置消解程序，進(jìn)行消解。消解完畢，待罐內(nèi)溫度降至室溫后在通風(fēng)櫥中緩慢打開消解罐蓋。將消解罐于趕酸器上進(jìn)行趕酸，待溶液蒸發(fā)至1mL左右，取下，冷卻后定容至50mL。

表1 微波消解條件

2.4儀器工作條件

沖洗泵速100rpm；分析泵速50rpm；RF功率1150W；霧化器流量0.5L/min；輔助氣流量0.5L/min；冷卻氣流量12L/min。

3、結(jié)果與討論

3.1 分析線的選擇

選擇特征吸收波長，一要保證所選的分析譜線具有較高的靈敏度，二要避免其他蒲縣重疊干擾。在實驗中，對每種待測元素都選取2到3條譜線測定，綜合分析強(qiáng)度、干擾情況及穩(wěn)定性，選擇強(qiáng)度高、譜線干擾少、精密度好的分析譜線作為最佳的分析譜線，并進(jìn)行背景扣除。各元素的ICP推薦分析波長見表2。

表2 各元素的ICP推薦分析波長

3.3方法的檢出限

依據(jù)HJ-168對檢出限的定義，以空白溶液測定11次的標(biāo)準(zhǔn)偏差的2.76倍所對應(yīng)的濃度作為方法檢出限，見表3。結(jié)果完全滿足本次土壤詳查的參考分析方法HJ-781種相應(yīng)的檢出限要求。

表3 ICP-OES測定土壤中各元素的方法檢出限（mg/kg）

3.4方法精密度與準(zhǔn)確度實驗

取待測土樣7份，6份加標(biāo)，1份不加標(biāo)，分別對其中的金屬元素進(jìn)行連續(xù)6次分析測定，計算其標(biāo)準(zhǔn)偏差和加標(biāo)回收率；土樣采用土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品GSS-26作為質(zhì)控樣品，測定其準(zhǔn)確度。測試結(jié)果見表4。

表4 精密度與準(zhǔn)確的實驗結(jié)果

3.5結(jié)論

本實驗采用硝酸+鹽酸+氫氟酸輔以微波消解的樣品前處理技術(shù)，結(jié)合ICP-OES測定土壤樣品中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn等8種元素。通過加標(biāo)回收、檢出限和精密度實驗驗證，本實驗具有操作簡單、準(zhǔn)確性好、精密度好、可同時檢測多種金屬元素的優(yōu)點。適用于測定《全國土壤污染狀況詳查》項目中的多種金屬元素。

參考方法：

全國土壤污染狀況詳查土壤樣品分析測試方法技術(shù)規(guī)定

HJ781-2016 《固體廢物 22種金屬元素的測定 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》