土壤中重金属铅的检测技术研究进展

郑 伟

土壤中重金属铅的检测技术研究进展

郑 伟

（济源职业技术学院，河南 济源 459000）

铅是土壤重金属污染最严重的重金属之一，可通过食物链进入人体危害人类健康。对土壤中重金属铅准确检测是有效开展土壤重金属污染治理的必要手段。研究了检测土壤中重金属铅含量前的样品前处理技术，并对分光光度法、原子吸收法、原子荧光法和电感耦合等离子法在土壤中铅含量的检测应用进行了研究总结。

土壤；铅；检测技术

铅是对人体危害极大的重金属，铅及其化合物进入人体后会对神经、造血、消化等多个系统造成危害。随着工业的发展，土壤中的铅污染日趋严重。土壤被铅污染后，不仅直接关系到农产品的安全， 也涉及到民生等重要问题， 成为当前我国需要解决的热点问题[1]。为及时发现土壤铅污染问题，对土壤中的铅含量进行检测就成为一个重要环节。

1 土壤中铅含量测定前处理方法

土壤成分复杂，在测定土壤中铅含量前，需要对土壤进行消解前处理。目前测定土壤中铅含量常用到的前处理方法有湿法消解法、干法消解法、微波消解法、高压罐消解法和超声波提取法。

1.1 湿法分解法

湿法消解法多使用电热板消解土壤样品，消解体系目前研究较成熟的混合酸体系有硝酸-高氯酸、硝酸-盐酸-高氯酸-氢氟酸、硝酸-高氯酸-氢氟酸、硝酸-盐酸-氢氟酸和硝酸-盐酸等。其中应用最广泛的是利用电热板分解土壤样品的四酸全分解体系。

1.2 微波消解法

微波消解法因消解速度快、所需消解试剂量小、样品消解完全等优点在土壤前处理中广泛应用。微波消解土壤样品用到的混合酸体系有王水、硝 酸-氢氟酸、硝酸-氢氟酸-过氧化氢、硝酸-盐酸-氢氟酸、硝酸-盐酸-氢氟酸-过氧化氢等。徐立松[2]等用硝酸-盐酸-氢氟酸混合酸微波程序加热消解土壤样品1.5 h，取得良好效果，操作简单、快速。

1.3 干式灰化法

干式灰化法仪器设备便宜、操作简单、适合大批量处理样品。刘明龙[3]使用干灰化法先低温碳化土壤样品，再用硝酸镁作为熔剂在550 ℃灰化8 h，取得良好效果。

1.4 高压密闭消解法

高压密闭消解法是将土壤样品置于聚四氟乙烯密闭罐中，加入混酸消解液，在马弗炉中加热消解样品。密闭消解罐内的压力和消解液的沸点随着加热的进行而升高，样品分解完全且挥发损失小。任冬[4]将土壤样品用有机酸浸提、离心分离后，将上清液移入高压密闭消解罐中，加浓硝酸在烘箱中于180 ℃密闭消解3 h，达到完全消解土壤样品的目的。

1.5 超声提取法

超声提取法常用于土壤中的有效态铅的提取，目前研究使用的提取剂有醋酸、DTPA、甲醇、硝酸、王水等。刘珂珂[5]等使用5 mL王水在水浴温度为80 ℃的超声波清洗仪中超声提取0.5000 g土壤样品中的有效态铅45 min，提取效率可达90.2%，铅测定值与标准土壤认定值基本相符。

1.6 全自动消解法

全自动消解仪兼具加热控制功能、试剂自动定量加入功能、自动定容功能，可通过设置消解程序实现土壤样品的全自动消解。刘晓静[6]采用硝酸-高氯酸-氢氟酸体系在全自动消解仪上对大庆油田含油土壤样品按设置好的消解程序反复消解、赶酸，省时省力。郑兴宝[7]以硝酸-氢氟酸-高氯酸消解体系在全自动石墨消解仪中，能在较短时间内将0.2 g土壤样品消解完全，前处理自动化完成，避免了人工操作引起的操作误差。

2 土壤中重金属铅检测方法

2.1 分光光度法

分光光度法仪器设备价格低廉，操作简便，同时灵敏度高，分析速度快，是Pb2+测定常用方法之一。常规分光光度法是利用Pb2+能使某些显色剂反应生成对特定波长有吸收的有色络合物，其吸光度值与Pb2+浓度呈线性而对试样中Pb2+含量进行测定的方法。土壤中铅含量的常规光度测定法已报道的有二甲酚橙分光光度法、双硫腙显色分光光度法两种。鲁秀国[8]利用Pb2+在pH=8.5～9.0时能与双硫腙形成能溶于三氯甲烷的浅红色螯合物的原理建立了以双硫腙为显色剂、三氯甲烷为萃取剂、柠檬酸铵和盐酸羟胺为掩蔽剂的紫外分光光度法来测定土壤中铅含量，在0～1 mg·L-1质量浓度范围内线性良好、操作方便。张静[9]建立了在表面活性剂阿拉伯树胶（AG）的存在下，二甲酚橙（XO）与Pb2+的显色体系测定土壤中铅的测定方法，在铅质量浓度 0～2.3 mg·L-1范围内线性关系良好，稳定性高，操作简便。宋学省[10]根据无机离子显色剂偶氮氯磷I可被氧化剂溴酸钾氧化褪色，而Pb2+在硫酸和抗坏血酸介质中对该褪色反应具有催化作用而建立了催化动力学分光光度法测定土壤中痕量铅的方法，铅质量浓度在0.2～1.2 ng·mL-1范围内与吸光度差线性关系良好，该法选择性好，精密度、准确度均较高。

2.2 原子吸收光谱法（AAS）

原子吸收光谱法是根据基态原子对特征波长光的吸收来测定试样中待测元素含量的测定方法，根据原子化器的不同又可分为火焰原子吸收光谱法（FAAS）、石墨炉原子吸收光谱法（GFAAS）等。王妃[11]用微波消解-真空赶酸系统对土壤进行前处理，使用以高压短弧氙灯作光源的高分辨率连续光源火焰原子吸收光谱法测定土壤中铅，检出限低、分析速度快，适合大批量样品检测。覃莎[12]采用浊点萃取法，用AC和OP富集、分离土壤中的铅离子，联合FAAS法对其进行测定，准确度、精密度均获得令人满意结果。乔娜[13]在使用GFAAS法测定土壤中铅时，基体稀释法和基体匹配法有效减小了基体效应影响，基体稀释法测Pb回收率范围为90.4%～114%；基体匹配法测Pb的回收率范围为93.0%～105%，基本满足土壤样品中重金属回收率的质控要求，适合大批量准确检测土壤样品中Pb含量。马建宏[14]在石墨炉消解仪中用4 mL硝酸-盐 酸-氢氟酸（1+1+2）于120 ℃加热回流消解土壤样品1 h，冷却、定容后取上清液在石墨炉原子吸收仪上按优化好的加热升温程序测定土壤中铅含量，测定值相对误差为2.1%～9.3%，具有较高的测定准确度。张景辉[15]用30％三乙醇胺作稳定剂，和土壤样品混合制成待测悬浮液，采用悬浊液进样、GFAAS法测定土壤中的铅含量，避免了样品消解过程，消除了光谱干扰，测定结果令人满意。

2.3 原子荧光光谱法（AFS）

丁冬梅[16]等使用王水在自动控温石墨消解仪中消解土壤样品，采用原子荧光光谱法测定了土壤中的重金属，加标回收率为92%～110%。凤海元[17]用王水微波消解土壤样品，铁氰化钾-盐酸羟胺体系为增感剂以提高了铅烷的生成率，以邻菲啰啉-硫氰酸钠为掩蔽剂，采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定茶园土壤中铅含量，该方法灵敏度高、精密度好、快速准确，适合于大批量土壤样品的分析检测。刘一蓓[18]则利用Pb2+在HCl介质中与Cl-离子生成的配合物PbCl42-在紫外光线的照射下可发出蓝色荧光，建立了荧光分析法测定土壤中的微量铅的方法，线性范围0.03～2.00 μg·mL-1，检出限9.1×10-3μg·mL-1，该法所用设备简单、操作简易、灵敏度高。

2.4 电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）

唐金梦[19]等用硝酸-盐酸-高氯酸-氢氟酸分解及王水回流消解标准土壤样品，用ICP-AES法直接测定土壤中包括铅在内的6种重金属含量，测定值和标准值吻合。刘英[20]在使用ICP-AES法测定土壤中铅含量时，通过多元光谱拟合校正法来校正共存干扰元素铁、锰的谱线对铅分析谱线的干扰，使土壤中的铅含量测定结果更准确。

2.5 电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）

龚立科[21]等比较了硝酸、硝酸-氢氟酸、硝 酸-氟硼酸3种消解体系微波消解稻田土壤样品的消解效果，发现硝酸-氢氟酸消解体系对土壤中铅提取效率最高。用9 mL硝酸和3 mL氢氟酸程序微波消解0.3 g土壤样品，以In、Re为内标元素，以电感耦合等离子质谱法测定了土壤中的Pb、Cr、Cd等元素含量，铅的检出限为0.000 48 mg·kg-1，该法操作简单、重现性好，适合于水稻土壤中重金属Pb的测定。张伟娜[22]等使用逆王水在烘箱中于160 ℃密闭高压消解土壤样品6 h，用ICP-MS法测定了铅含量，线性范围为0～20 μg·L-1，检出限为 0.05 μg·L-1。

3 结束语

土壤中的铅含量检测是土壤重金属污染常见检测项目之一，目前该检测项目研究主流方向为光谱法。随着科学技术的进步，土壤样品的快速前处理技术和高灵敏度、高选择性、快速检测技术将是今后研究的重点。

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Research Progress of Detection Technology of Heavy Metal Lead in Soil

（Jiyuan Vocational and Technical College, Jiyuan Henan 459000, China）

Lead is one of the most serious heavy metals in soil pollution, which can enter human body through food chain to harm human health. In this paper, the sample pretreatment technology before the determination of heavy metal lead content in soil was studied, and the application of spectrophotometry, atomic absorption spectrometry, atomic fluorescence spectrometry and inductively coupled plasma method in the determination of lead content in soil was summarized.

Soil; Lead; Detection technology

2021-04-09

郑伟（1982-），女，河南省辉县人，讲师，硕士， 2009年毕业于郑州大学药物分析学专业，研究方向：重金属检测。

X132

A

1004-0935（2021）10-1598-03