表层土壤重金属含量测定方法综述

陈桑琳　鲁文杰　杨鹏　陈佳琳　潘根兰　寿露瑶　王兰　张跃进

摘 要：土壤重金属的测定是常规监测土壤项目之一。采用合理的方法，能够快速有效地对土壤重金属进行含量测定。该文主要介绍了土壤重金属消解和测定的方法。目前消解的方法主要有：酸式消解法、碱熔消解法、高压釜密闭消解法和微波消解法等，测定方法主要有：电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）、原子吸收光谱法和分光光度法等。

关键词：重金属 采样方法 消解方法 测定方法

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0220-01

土壤与人类的生活密不可分。即使经济技术高速发展，土壤仍旧是人类最基本的生产物质的载体。然而，随着城市化与工农业的发展，由此造成的环境污染问题越来越严重。重金属、农药、化肥等污染都是比较典型的污染。其中，重金属是一种难以降解的污染物，具有生物累积性、富集性等特点。通过污水灌溉农田、大气沉降等途径进入土壤。影响土壤理化性质，最终直接或间接影响人类健康。

该文综合了几种土壤重金属消解和测定方法，为今后解决土壤重金属污染这一难题提供帮助。

1 采集土壤样品方法

对角线布点法适用于污水污染的田块；梅花形布点法适用于污染程度均匀的土壤；棋盘式布点法适用于地形较不均匀的土壤；网格布点法适用于地势平坦的土壤。

2 土壤样品预处理

土样在室内风干、磨碎，分别过尼龙筛，贮存、备用。

3 土壤样品消解方法

3.1 酸式消解法

测定土壤中重金属常选用的消解方法是酸式消解法。消解常用的土样混合酸消解体系有：盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸、硝酸-氢氟酸-高氯酸、硝酸-硫酸-磷酸等。为了加速溶解土壤中的重金属组分，也可以添加其他的氧化剂或还原剂，如高锰酸钾、五氧化二钒等。在消解过程中，需要严格控制好消解的温度和时间。温度如果过高，消解样品的时间将会变短。还可能将样品的溶液蒸干，这样会导致最后测定结果偏低。

3.2 碱熔消解法

碱熔消解法是将土样与碱混合，在高温下熔融，使土样分解。张晔霞等[1]称取了0.5 g土样于铝坩埚中。加入过氧化钠，搅拌均匀。放于马弗炉内，高温熔融。熔融后取出土样，冷却。移入烧杯中，加微沸水浸取，加HCl提取。将溶液转移至容量瓶中，冷却后定容。该方法消解土样，样品完全消解且操作简便，快速，不会产生大量的酸蒸气，但由于使用了大量的试剂，会引入大量的可溶性盐和污染物质。

3.3 高压釜密闭消解法

该方法是将用水润湿土壤样品并加入混合酸，摇匀，放入能密封严格的聚四氟乙烯坩埚内，放置在耐压的不锈钢套筒中，放入烘箱内加热（温度一般低于180 ℃）的消解方法。该法具有用酸量少、易挥发元素损失少、并且土壤样品可以同时进行消解等特点。其不足之处是：观察不到坩埚内的分解反应过程，只能在冷却后开封才能判断样品是否消解完全；消解的土壤样品质量一般不超过1.0 g，使测定的元素含量极低的称样受到限制。

3.4 微波消解法

微波消解法是称取土样放入聚四氟乙烯消解罐中，加入混合酸，摇匀，将聚四氟乙烯消解罐套上套筒，放入微波消解仪中消解的方法。微波消解是将土样与混合酸作为发热体，从内部加热，几乎没有外部的热传导损失，所以微波消解的热效率非常高，并且利用微波能激烈搅拌和充分混匀土样，使其消解速度加快。刘善江等[2]准确称取0.5 g左右干燥的土样，加入5mLHNO3和2mLHF，充分混合均匀。把装有样品的消解管放进高压消解罐中，拧上罐盖，进行微波消解。消解后取出消解管，放置在温度智能控制电加热器上，温度调至140 ℃等酸近干。将管中溶液转移至50 mL容量瓶中定容，然后才可以对消解后的土样进行测定分析。

4 土壤重金属含量的测定分析

4.1 电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）

电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）是基于等离子体为激发光源的原子发射光谱的测定分析方法，可用于多元素的测定。与其他土壤重金属含量测定分析的方法相比，ICP-AES法具有以下几个优点：分析灵敏度高、分析速度快、分析准确度和精密度较高。ICP-AES法也有不足之处，不足之处在于它的设备和操作费用相对较高，而且样品一般需要转化为溶液（直接固体进样会降低准确度），该法对有些元素的测定分析不明显。于云江等[3]在实验中利用该方法同时测出了Hg，Cr，Cd等元素的含量，并对这几种元素进行了评价分析，取得了较好的结果。

4.2 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是在紫外光和可见光范围之内，处于气态的基态原子的外层电子对原子共振辐射线的吸收强度，来测定被测元素含量多少的分析方法，是一种特定的原子测量光辐射的吸收方法。该方法主要适用于样品中微量或痕量组分的分析。但该法在原则上不能多种元素同时测定。阮心玲等[4]利用石墨原子吸收法测定Cd的含量，可以精确地测定出元素含量的多少，并进行了分析。

4.3 分光光度法

分光光度法，是在一定波长范围或特定波长，测定被测物质的光的吸光度，并对该物质进行定量和定性分析的方法。

5 结语

随着环境污染的加剧，土壤污染逐渐受到了社会的广泛关注，人们尤其对土壤重金属的关注日益增加。在不断进步的科学技术下，土壤重金属含量的测定方法有了很大的发展。各种分析测定仪器的操作不仅简单快速，选择性好，而且检测精度和灵敏度都得到了一定的提高。它们在测定重金属含量方面的应用越来越广泛，使得土壤重金属的测定变得更加简单和准确。

参考文献

[1] 张晔霞，沈清.碱熔法消解——原子荧光法测定土壤中的锡[J].污染防治技术，2011，24（4）.

[2] 刘善江，高利娟.微波消解法在制备土壤重金属同意测试溶液中的应用[J].现代仪器，2008（6）.

[3] 于云江，胡林凯.典型流域农田土壤重金属污染特征及生态风险[J].环境科学研究，2010，23（12）.

[4] 阮心玲，张甘霖.基于高密度采样的土壤重金属分布特征及迁移速率[J].环境科学，2006，27（5）.endprint