殷思敏

(镇江市环境监测中心站，江苏 镇江 212000)

1 引言

近年来，土壤中的重金属污染越来越受到公众的关注，铅是一种毒性重金属[1]，在人体内没有任何生理功能，是一种非人体需要的元素[2]，土壤中铅的存在对人类健康、生态环境安全以及社会稳定产生了非常不利的影响[3]，如何有效的监测土壤中的铅含量显得尤为重要。针对土壤样品，现采用球磨仪制样，微波消解仪进行前处理，根据石墨炉原子吸收法进行测定,旨在研究球磨仪和微波消解仪在测定土壤中铅的应用。

2 实验部分

2.1 主要仪器、试剂及标准物质

主要仪器：PM200行星式球磨仪(德国莱驰公司)、16HF100型微波消解仪及配套电热板(奥地利安东帕公司)、石墨炉原子吸收分光光度计(赛默飞世尔型号ICE3400)、铅空心阴极灯，Mlli-Q超纯水系统(美国Mllipore科技有限公司)、XT 220A型电子分析天平(上海华岩仪器公司)。

主要试剂：HNO3(南京化学试剂有限公司 优级纯)；H2O2(南京化学试剂有限公司 优级纯)；HF(南京化学试剂有限公司 优级纯)；10%磷酸氢二铵溶液。

标准物质：铅的标准溶液，质量浓度500mg/L(环保部标准样品研究所)；土壤成分分析标准物质 GSS-22及GSS-26(地球物理地球化学勘查研究所)。

2.2 土壤样品的制备、消解及测定

2.2.1 试验设计

安东帕微波消解仪为16位转子型，土壤样品包括GSS-22、GSS-26、实际试样，故试验设计如表1所示。

2.2.2 土壤样品的制备

将土壤样品(一般不少于500g)混合均匀，并用四分法缩分至约100 g，经过风干(自然风或是冷冻干燥)后[4]，除去杂质等异物。将土壤放入两个氧化锆研磨罐中，对称放入PM200行星式球磨仪，研磨速度一般设置为350～550转/min之间。

表1 试验设计

行星式球磨仪的主要原理：研磨系统中，太阳轮朝一个方向做公转，研磨平台朝相反方向做自转，两者产生的离心合力带动研磨罐内的研磨球去撞击、磨擦样品，将样品粉碎。

2.2.3 土壤样品的消解

准确称取5#-16#的样品0.2000 g，置于消解罐内，用少量水润湿，连同1#-4#消解空白，依次加入6 mL硝酸、2 mL双氧水和2 mL HF，轻轻摇动，加顶盖拧紧，消解罐对称放入密闭微波消解仪。设置消解程序，进行消解。微波消解仪工作条件如表2所示。

表2 微波消解程序

2.2.4 石墨炉原子光谱仪的设置

铅元素测定波长为283.3 nm,通带宽度1.3 nm，灯电流7.5 mA[5]，氩气流量0.30 L/min。石墨炉原子吸收光谱法工作条件如表3所示，以10%磷酸氢二铵溶液为基体改进剂。

3 结果与分析

3.1 球磨仪的优势

在制样过程中，采用球磨仪和手工研磨两种方法进行制样，两者均能达到制样的效果，其中球磨仪制样快速高效，对环境污染少且节能，较适合土壤制样，两者对比如表4所示。

表3 石墨炉原子吸收光谱法工作条件

表4 球磨仪和手工研磨制样的对比

3.2 微波消解法的优势

在消解过程中采用微波消解法和电热板消解法进行对比，各称取4个土壤标准样品GSS-22进行消解并测定，测定结果如表5所示，两种方法消解后，测定结果均满足要求。

表5 微波消解法和电热板消解法测定结果

微波消解法和电热板消解法操作对比，如表6所示，微波消解法较适合土壤消解。

3.3 方法的准确度和精密度

3.3.1 线性范围与回归方程

铅元素的标准曲线浓度点为：0.00、4.00、10.00、16.00、20.00 ug/L，用石墨炉原子吸收法测定并进行回归分析，绘制工作曲线。表7中显示铅的标准曲线线性良好，相关系数R达到0.9997。

3.3.2 方法准确度

通过标准土壤样品的GSS-22和GSS-26的测定，来考察微波消解石墨炉原子吸收法的准确性和可靠性。5#-8#GSS-22和9#-12#GSS-26样品测定值如表8所示，测定结果均在保证值范围之内，满足准确度要求。

表6 微波消解法和电热板消解法的对比

表7 回归方程、相关系数及检出限

表8 土壤标样铅的测定结果

3.3 方法精密度

对13#-16#实际试样分别测定4次，结果如表9所示，并计算相对标准偏差，实际试样的测定满足精密度要求。

表9 土壤实际试样铬测定的精密度结果

4 结论

本文采用了球磨仪制样、微波消解、石墨炉原子吸收法测定土壤样品中的铅含量。球磨仪制样颗粒超细且均匀，干净卫生，不存在扬尘污染。微波消解仪操作简便快速，消耗试剂少，密闭消解酸污染少。通过石墨炉原子吸收法测定土壤标准样品GSS-22和GSS-26验证准确性，其中GSS-22相对误差为1%，GSS-26相对误差为1.2%，满足要求。通过测定实际试样验证精密度，相对标准偏差均值为1.6%，满足要求。该方法能很好地解决土壤样品分析过程中耗时、费力、有污染的瓶颈，适用于土壤样品的分析测定。