李卓

摘要：指出了原子吸收分光光度法测定土壤中的重金属，是通过对土壤进行全量分解的方法，彻底破坏土壤的矿物晶格，使试样中的待测元素全部进入试液中。然后采用原子吸收分光光度法，在最佳测定条件下测定各种重金属的含量，因此土壤重金属的消解过程是影响测定结果准确度的最重要的因素之一。分析了消解过程中的一些细节问题，并提出了相应的对策与建议。

关键词：土壤；重金属；消解

中图分类号：X131文献标识码：A文章编号：16749944（2014）01017902

1引言

随着我国社会、经济的快速发展，生态环境面临着巨大的压力，土壤污染成为继空气、水体、噪声污染的又一重大环境问题。本文以土壤中锌的测定为例，对该试验的几个关键性环节，提出了一些建议和方法，以提高其测定的准确度。在实际工作中，测定土壤中的锌用火焰原子吸收分光光度法（GB/ T17138 -1997），样品制备大都采用全量消解法。该方法操作过程繁多，消解不完全，待测成分易损失，准确度不易把握。消解过程中，每一处环节出现偏差都会对测量结果产生影响。又由于土壤中可能含有有机质和植物纤维的影响，使消解往往不完全、待测成分易损失、试剂消耗量很大及产生对操作人员有害的酸气等缺点，所以在消解过程中，针对测定土壤中锌的含量的实验，进行了方法条件试验，总结各个实验方法的优缺点，并加以改进。改进后的方法具有操作简单、引入干扰少、提取率高等优点，更加科学实用。

2实验原理的概述

此法是采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸全量分解的方法，彻底破坏土壤的矿物晶格，使试样中的待测元素全部进入试液中。然后，将土壤消解液喷入空气-乙炔火焰中，在火焰的高温下，锌化合物离解为基态原子，该基态原子蒸气对相应的空心阴极灯发射的特征谱线产生选择性收。在选择的最佳测定条件下，测定锌的吸光度。

3土壤消解液的制备

准确称取0.5g风干土样于聚四氟乙烯坩埚中，用几滴水润湿后，加入10mL盐酸（优级纯）于电热板上低温加热，蒸发至约剩5mL时加入10mL 硝酸（优级纯），继续加热蒸发至粘稠状，加入5mL氢氟酸（优级纯），并继续加热，为了达到更好的除硅效果应经常摇动坩埚，最后加入3mL高氯酸并加热到白烟冒尽，土壤分解物应呈白色或淡黄色，倾斜坩埚时呈不流动的粘稠状，用1%稀硝酸冲洗内壁及坩埚盖，温热溶解残渣，冷却后定容至50mL，备用。

4实验中的问题探讨

土壤样品组分复杂，对于锌的测定难度大。样品的消解方法是测定过程中的一个重要环节。

4.1容器的选取

按标准所述准确称取025～05g （准确度至00002g）试样于50mL聚四氟乙烯坩埚（带盖）中，在其他的文献中有采用聚四氟乙烯烧杯，认为烧杯底部比聚四氟乙烯坩埚接触面积大，受热更均匀，消解更充分，且聚四氟乙烯烧杯的深度深，试样受热后不易飞溅，但采用带盖的聚四氟乙烯坩埚能起到很好的回流效果，消解的效果要比聚四氟乙烯烧杯的效果好，所以还是选用了聚四氟乙烯坩埚。

4.2温度的控制

整个样品的消解过程，对温度的控制是严格的，它直接影响着土壤消解能否达到要求。根据经验，试样开始加10mL盐酸时，低温蒸发，温度控制在60～80℃，使样品初步分解。加入硝酸5mL，氢氟酸5mL 高氯酸3mL后，中温加热，温度必须控制在低于400℃。温度过高，可使聚四氟乙烯熔化；温度过低，不利于消解除硅，样品的分解时间短，导致测定结果偏低。

4.3时间的控制

在温度控制的同时，应注意对时间的控制问题。温度过高，时间则相应缩短，否则加热时间过长造成消解样品焦糊，使测定结果偏低。

4.4酸的加入

在整个消解过程中，按先后加入盐酸、硝酸 、氢氟酸、高氯酸，每次加入酸后，都应盖严坩埚盖，轻轻摇动，使之充分混匀，以便充分消解。在加热一段时间后，打开杯盖，以取得良好效果。为了防止飞溅，应该注意经常摇动烧杯。由于土壤种类较多，所含有机质差异较大，在消解时，注意观察各种酸的用量，可视消解情况酌情增减。土壤消解液应呈白色或淡黄色（含铁量高的土壤呈现黄色），但没有明显沉淀物存在。

4.5酸的选择

值得注意的是市售的氢氟酸含有杂质较多，故造成校准曲线高浓度点弯曲，所以一定要注意氢氟酸的选择，一定要选用优级纯，而且在消化过程中酸的消耗量大，消化时间长，试样易玷污，在高氯酸冒烟赶F-的操作中，时间不易控制，时间的不够或过长均将直接导致土壤中锌测定结果的偏高或偏低，另外，氢氟酸还有毒，有腐蚀性，太危险。所以在样品消解的方法中避免氢氟酸的使用是上策，但还未找到适合替代氢氟酸的药品

4.6消解体系

经过研究，锌的化合物容易离解，而且不形成难挥发性化合物，试液中的基体干扰较少。虽然土壤中大量的硅会产生影响，但由于采用了HNO3-HF-HClO4体系分解土样，此时极大部分硅已被除去，所以一般不会产生千扰。但由于土样中锌含量较高，一般需将消解液用1%的硝酸稀释5～10倍后待测。

4.7其他

关于消解后的一些土壤样品在反复添加硝酸-氢氟酸-高氯酸后，消解液仍为混浊状态，经过过滤定容到容量瓶后，随着存放时间的增长，溶液会呈越来越透明的状态，而且瓶底的沉淀物已经凝结，这个问题至今还没有找到合理的解释。但可以肯定的是经消解的样品中含有氢氟酸，用玻璃容量瓶装消解过的样品一定有更多的硅溶出。

5结语

以上几个关键环节是土壤消解过程中遇到的一些影响实验操作和结果的比较重要的步骤，同时也提出了一些改进措施。其操作简单，并且也在最大程度上保障了数据的准确度。

参考文献：

[1] 国家环境保护总局.全国土壤污染状况调查样品分析测试技术规定[R].北京：国家环保总局，2006.

[2] 国家环境保护总局.土壤元素的近代分析方法[R].北京：中国环境监测总站，1992.

[3] 魏复盛，寇鸿茹.水和废水的分析方法[R].北京：国家环保总局，2002.endprint