土壤底质样品全量分解法改进

花 晴，张长寿

（江阴秋毫检测有限公司，江苏江阴214400）

土壤底质样品全量分解法改进

花 晴，张长寿

（江阴秋毫检测有限公司，江苏江阴214400）

深入探讨了改进的土壤底质样品全量分析法，用酸量仅为国标法的 1／5，分解时间 170～190min，是国标法的1／2，分解效果符合国标全量分解的要求。

土壤样品；底质样品；全量分解法；改进；探讨

《水和废水监测分析方法》（第四版）［1］、 《空气和废气监测分析方法》（第四版）［2］是环境监测工作者的首选分析方法。在这两本书中的分析方法均为国家标准或与国家标准等效。随着科学技术的发展和广大分析工作者实践的深入，发现作为标准的分析方法并非完美无缺，有的还需要分析工作者在实践中不断充实和改进［3～7］。对土壤底质的全量分解法，张长寿曾在 《中国环境监测》上发表过一篇摘要［8］。为了对这篇摘要作更深入的阐述以及回答部分分析工作者的质疑：如用那么少的酸能将土壤样品分解完全吗？依据是什么？为什么不用盐酸？等等，我们在张长寿高工的指导下近期对这篇摘要的内容进行了深入探讨，希望能为土壤、底质分析工作者提供参考。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

AA－6501F原子吸收分光光度计 （SHIMADZU）；DB－IV型不锈钢控温电热板（金坛市医疗仪器厂）；100ml聚四氟乙烯烧杯 （带盖）；60ml聚四氟乙烯坩埚（带盖）。

盐酸 （HCl）优级纯；硝酸 （HNO3）优级纯；高氯酸 （HClO4）优级纯；氢氟酸 （HF）优级纯；1%HNO3由优级纯硝酸配制。

土壤标准样品：参考样 GSS－3，600634，地矿部物化探所，测试所；ESS－2，中国环境监测总站。

1.2 试验方法

称取0.5000～0.6000g（精确至 0.0002g）土壤或底质样品于聚四氟乙烯烧杯中，加浓 HNO32ml，高氯酸2ml，混匀，盖玻璃表面皿，置低温（～120℃）电热板上加热回流20min，去表面皿，继续至杯内开始冒浓厚白烟时重新盖上玻璃表面皿，在稍高温度 （～140℃）下进行高氯酸分解50 ～60min，去表面皿后蒸发至近干取下，冷却后加氢氟酸2ml，盖聚四氟乙烯盖，于120℃左右回流20min后揭盖飞硅至近干，得到灰白或淡黄绿色残渣。加1%HNO320ml煮沸溶解残渣，应为基本澄清的溶液，将其定量转入 50ml容量瓶或比色管，摇匀备测。

2 结果与讨论

2.1 分解容器的改进

聚四氟乙烯坩埚：是国标法推荐的分解容器。坩埚底小，底厚，因而受热面积小，热传导慢，另外稳定性比较差，在电热板上稍微碰撞即易倾倒，造成样品的报废。

聚四氟乙烯烧杯：100ml聚四氟乙烯烧杯底面积约为60ml坩埚的2～3倍，受热面积大，底厚适中，热传导较快，稳定性好。因此用聚四氟乙烯烧杯取代坩埚更适合于土壤底质的分解操作。

2.2 用酸与用酸量试验

2.2.1 盐酸分解步骤可以省去

国标法中第一步酸解用酸是盐酸，用酸量为5 ～10ml，该步骤仅利用盐酸的强酸性。试验表明，盐酸只能分解土壤样品中的碳酸盐及一些金属氧化物，不能分解有机物，也难以破坏土壤的晶格结构。盐酸的这些作用完全可以由 HNO3＋HClO3组合完成，去掉该步操作，不仅节省了酸的用量，还缩短了近2h的酸解时间。

2.2.2 混酸 （HNO3＋HClO4）组合及用量试验2.2.2.1 等量组合试验

称取0.5～0.6g GSS－3土样，分别加 （HNO3＋HClO4）组合1＋1，2＋2，3＋3，4＋4，5＋5ml，按试验方法进行土壤样品的全量分解，用测得的某金属元素的含量与标准值 （更确切地说是标准值的中间值）的比值作为分解率，结果见表1。

表1 等量组合试验结果 （mg／kg）

表1结果表明，当采用 1＋1混酸组合时土样的分解率已达到或接近达到全量分解要求。因此采用2＋2混酸组合可确保土壤样品的全量分解。

2.2.2.2 不等量组合试验

采用HNO3＋HClO4为1＋2，1＋3，1＋4，1 ＋5（ml）进行试验，结果见表2。

表2 不等量组合试验结果（mg／kg）

表2结果表明，当采用 1＋2混合酸组合时，土样的分解率已达到全量分解的要求，这也说明在土壤底质分解过程中起主要作用的是无机最强酸和最强氧化性酸—高氯酸。

2.2.3 氢氟酸用量试验

在上述经 HNO3＋HClO4分解后的残渣中分别加1，2，3，4，5ml HF，表3结果表明加HF 1ml已经能除去0.5g GSS－3标准土样中的硅，本试验采用加2ml HF，以确保硅化合物的完全分解。

表3 氢氟酸用量试验结果 （mg／kg）

2.2.4 样品量与用酸量的关系

样品量越大，用酸量越多。在试验条件下，土壤或底质样品的用量一般在 0.5g左右，因此用 2 ＋2或1＋3混酸组合及2ml HF可确保样品的全量分解，如果样品在 0.3g以下，上述用酸可适量减少，采用1.5＋1.5或 1＋2组合即可。作者认为，在实验室条件下，酸的挥发是直接排入大气的，为了减少对实验室周边环境的影响，应在可能的前提下降低用酸量以及减少酸解过程中酸的损失。这是每一个环保工作者的职责。

2.3 分解温度试验

有两个因素制约分解操作的温度。其一是聚四氟乙烯容器的耐温性，其二是酸的挥发损失。聚四氟乙烯容器可在 200～250℃温度下长时间使用，因此完全满足土壤样品分解对温度的要求。但HNO3、HClO4、HF都是易挥发酸，温度越高，挥发损失越大，因此为确保加入的酸能较充分地发挥其酸解作用，减少酸解过程中的酸损失，操作温度宜控制在 120～150℃。使用中低温分解土样也确保了聚四氟乙烯容器长期使用不变形。

2.4 分解时间试验

表4是作者多年来在土样分解操作中的时间记录，可供参考。

表4 土壤地质样品分解时间

表4统计数据表明改进法由于减少了用酸量，土样分解时间显著缩短。

2.5 分解溶液中的酸不溶物

不论采用国标法还是改进法，土样经全量分解后都存在少量不溶物，约为土样的1%～3%。作者认为这些微量不溶物可能是存在于土壤或底质中的惰性物质或极易水解物质，试验证明这些不溶物不影响土样中常规金属元素的检出。

2.6 国标法与改进法的系列比对试验 （表5）

表5 国标法与改进法的系列比对

3 结论

（1）100ml聚四氟乙烯烧杯更适用土壤样品的分解操作。

（2）改进法省去了盐酸酸解步骤，简化了操作手续。其用酸量仅为国标法的 1／5，分解时间是国标法的1／2。一定程度上减轻了分析工作者的劳动强度，减少了分析过程中对环境的污染。使土壤、底质样品的分解过程更趋合理。

［1］本书编委会.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，2010.

［2］本书编委会.空气和废气监测分析方法（第四版）［M］.北京：中国环境科学出版社，2003.

［3］张长寿.WF－8型在线富集进样器应用于水中痕量 Cu Pb Cd测定的研究 ［J］.中国环境监测，1999，15（4）：43－45.

［4］张长寿.在线富集流动注射—火焰原子吸收法中样品空白值的测定 ［J］.中国环境监测，2000，16（2）.

［5］张长寿，仲冬梅.顶空气相色谱法测定水和废水中的邻二氯苯 ［J］.环境科学与管理，2310，38（2）：133－135.

［6］孙靖，张长寿.混酸消解玻璃纤维滤筒滤膜法测定大气颗粒物中的铅 ［J］.环境科学导刊，2013，32（4）：117－119.

［7］夏荣波，张长寿.硝化法提纯二硫化碳及成本核算 ［J］.环境科学导刊，2013，32（4）：138－140.

［8］张长寿.底质样品全量分析法的改进［J］.中国环境监测，2003，19（2）.

Improvements on the Digestion Method of Soil and Sediment Samples

HUA Qing，ZHANG Chang－shou
（Jiangyin Qiuhao Testing Limited Company，Jiangyin Jiangsu 214400 China）

The improvements on the digestion method of soil samples were explored.The usage of the acid is only one－fifth of the international standard with half of the digestion time of the international standard.However，the method could meet the requirements of the international standard.

soil sample；sediment sample；digestion method；improvement；study

X83

A

1673－9655（2014）02－0110－03

2014－01－09

花晴 （1984－），女，毕业于徐州工业职业技术学院环境工程专业，现从事环境样品的监测和研究。