不同消解方法对土壤中铜锌测定的影响

李俊阳，陈泽智*，黄名湖，赖胜强

（中国广州分析测试中心，广东省化学危害应急检测技术重点实验室，广东 广州 510070）

伴随经济快速发展，越来越多的废弃污染物开始排放到环境中，土壤的重金属污染也越来越严重[1-2]。土壤中的重金属来源主要有以下3 个方面：1）大气中的污染物通过降水进入土壤中；2）工农业产生的污水通过灌溉或者渗透的方式进入土壤中；3）固体废弃物里的重金属通过酸雨的作用下溶解，然后渗入土壤中。准确分析土壤中的重金属含量显得越来越重要。由于土壤结构成分复杂，种类繁多，建立准确、快速、简便、易行的检测土壤中重金属的方法，显得尤其重要。

现在土壤的消解方法主要有电热板湿法消解法、微波消解法和石墨消解法[3-8]。传统的电热板湿法消解法操作复杂、消耗酸量大、消解时间长。本文采用微波消解和石墨消解这两种前处理方法做比对，通过对3 个土壤标准物质的检出限、精密度和准确度的研究来比较这两种方法对土壤中铜、锌测定的影响。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

TOPEX 微波消解仪（上海屹尧仪器科技有限公司，中国）、DS-360 石墨消解仪（广东省测试分析研究所，中国）、Z2000 火焰原子吸收分光光度计（日立，日本）

硝酸，ρ（HNO3）=1.42g/mL，优级纯；盐酸，ρ（HCl）=1.18g/mL，优级纯；氢氟酸，ρ（HF）=1.16g/mL，优级纯；高氯酸，ρ（HClO4）=1.68 g/mL，优级纯，以上试剂均为广州化学试剂厂生产；1000μg/mL 铜标准溶液（GSB G 62024-90，国家钢铁材料测试中心）、1000μg/mL 锌标准溶液（GSB G 62025-90，国家钢铁材料测试中心）；土壤标准物质GSS-17（GBW07446）、GSS-30（GBW07xxx）、GSS-34（GBW07xxx），购自中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所。

1.2 土壤样品前处理

微波消解法：准确称量0.200g 样品（精确到0.0001）至消解罐中，用少量高纯水湿润，加入10mL 硝酸，2mL 氢氟酸，安装好消解罐，旋紧泄压螺帽，将消解罐装入微波消解仪中，然后按表1 所列程序进行消解。消解完成后，冷却至室温，在通风橱中进行卸压操作，将消解罐中的溶液转移至100mL 聚四氟乙烯烧杯中，加入0.5mL高氯酸，将溶液蒸至近干，冷却后加入3mL 高纯水、1mL 盐酸，转移至50mL 容量瓶中，用高纯水定容至刻度线，摇匀静置待测。微波消解程序见表1。

表1 微波消解程序Tab.1 Microwave digestion procedures

石墨消解法：准确称量0.200g 样品（精确到0.0001）至石墨管中，用少量高纯水湿润，然后按表2 所列程序进行消解。消解完成后，冷却至室温，加入3mL 高纯水、1mL 盐酸，转移至50mL 容量瓶中，用高纯水定容至刻度线，摇匀静置待测。石墨消解仪的操作程序，见表2。

表2 石墨消解仪的操作程序Tab.2 Procedures of graphite digestion device

1.3 仪器工作条件

火焰原子吸收光谱仪工作参数如表3 所示。

表3 火焰原子吸收光谱仪工作参数Tab.3 Operating parameters of FAAS

2 结果与讨论

2.1 工作曲线及检出限

依据HJ-168《环境监测分析方法标准制修订技术导则》对检出限的定义，按试样处理步骤制备的空白试样作为实验室试剂空白，重复测定试剂空白7 次，按公式MDL=3.143(n-1,0.99)×SD，计算方法检出限，结果见表4。由表4 可知，检出限满足土壤重金属检测的要求。

2.2 精密度和准确度的测定

按照所建立的方法，对土壤标准样品GSS-17、GSS-30 和GSS-34 各取6 份，按照2 种不同的消解方法消解，分别测定这6 份三种土壤标准样品中铜和锌的质量浓度，进行精密度的计算。两种不同消解方法计算得出的精密度结果见表5。可以看出，采用这2 种消解方法测定土壤中铜和锌的值均在土壤标准物质的保证值范围内，说明这2 种前处理方法的准确度均能满足要求。采用微波消解法测定铜的相对标准偏差为1.48%～2.99%，锌的相对标准偏差为1.62%～3.65%；采用石墨消解法测定铜的相对标准偏差为2.19%～3.10%，锌的相对标准偏差为1.76%～4.08%，说明这两种消解方法的精密度均满足要求。从平均值的数值来看，石墨消解法的平均值比微波消解法更接近于样品标准值。从相对标准偏差的数值来看，石墨消解法＞微波消解法，说明微波消解法具有更好的精密度。见表5。

表4 标准曲线方程Tab.4 Standard curve formulation

表5 微波消解和石墨消解方法的精密度比较Tab.5 Precision of microwave digestion and graphite digestion method

3 结论

采用微波消解法和石墨消解法消解土壤，用火焰原子吸收分光光度计测定土壤中的铜和锌，在准确度和精密度上均能满足土壤检测的要求。微波消解具有加酸量少、精密度好等优点，但是操作较为复杂，拆解、安装消解罐体时耗时较长，转移消解液时也较容易造成损失和污染。石墨消解相对比于微波消解，具有加热均匀、消解时间短、样品污染小、操作简便、一次可处理大批样品等优点，可以大大提高土壤消解效率，值得在相关的土壤重金属测定相关实践中推广应用。