目前,，我國的城市化和工業(yè)化不斷推進(jìn),，土壤環(huán)境污染狀況與日俱增，工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)以及居民生活產(chǎn)生大量富含重金屬的廢棄物,。進(jìn)入到土壤中,，會(huì)對土壤產(chǎn)生巨大的危害。此外植物會(huì)將土壤重金屬富集,，通過生物鏈對人體產(chǎn)生不同程度的損害,。

存在于土壤中的重金屬一般以化合態(tài)的形式存在，檢測土壤中重金屬含量時(shí),，需要對土壤進(jìn)行消解前處理,，使土壤中化合態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)為離子態(tài)存在于消解液中，進(jìn)行下一步的上機(jī)測試,。當(dāng)前對土壤消解的方法很多,，常見的有電熱板加熱消解以及微波消解，其中常用的酸為硝酸﹑鹽酸﹑硫酸,、HF和高氯酸等,。

本研究選取實(shí)驗(yàn)室常用的3種酸消解方式，為王水消解﹑硝酸-硫酸消解法和四酸消解法,。消解后使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）進(jìn)行分析,，同時(shí)測定土壤樣品中銅（Cu）、鉛（Pb）兩種金屬元素的總量,，并對測定的結(jié)果進(jìn)行比較分析,。

實(shí)驗(yàn)部分

儀器設(shè)備

實(shí)驗(yàn)電熱板（HT-300，格丹納）

試劑和材料

二次去離子水
王水
硝酸,、鹽酸,、高氯酸、HF,、硫酸為優(yōu)級純試劑
鉛,、銅標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液

前處理方法

方法一：王水加熱消解法
準(zhǔn)確稱取0.1g土壤(準(zhǔn)確到0.00001g)待測土壤樣品于聚四氟乙烯坩堝中，移取現(xiàn)配的6mL王水,，于120℃下恒溫加熱30min,，加熱過程要加蓋,。繼續(xù)升溫至150℃開蓋加熱至近干,，消解時(shí)間共計(jì)約2.5h。消解完成后,，將聚四氟乙烯坩堝取出放置坩堝架上,，冷卻至室溫,，將消解液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶內(nèi)，用1%硝酸溶液定容,，上機(jī)前過濾,。

方法二：硝酸-硫酸加熱消解法
準(zhǔn)確稱取0.1g土壤(準(zhǔn)確到0.00001g)待測土壤樣品于聚四氟乙烯坩堝中，加入3mL硝酸和3mL硫酸,，于120℃下恒溫加熱30min,，加熱過程要加蓋。繼續(xù)升溫至150℃開蓋加熱至近干,，消解時(shí)間共計(jì)約3.5h,。消解完成后，將聚四氟乙烯地堝取出放置坩堝架上,，冷卻至室溫,，將消解液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶內(nèi)，用1%硝酸溶液定容,，上機(jī)前過濾,。

方法三：四酸加熱消解法
準(zhǔn)確稱取0.1g 土壤(準(zhǔn)確到0.00001g)待測土壤樣品于聚四氟乙烯坩堝中，移取現(xiàn)配的6mL的王水,，于120℃下恒溫加熱30min,，加熱過程聚四氟乙烯坩堝要加蓋，繼續(xù)加入4mL HF和2mL高氯酸,，于150℃下加熱60min,，加熱過程聚四氟乙烯坩堝要加蓋，于 170℃下開蓋加熱至近干,，消解過程時(shí)間共計(jì)約5h,。消解完成后，將聚四氟乙烯坩堝取出放置坩堝架上,，冷卻至室溫,，將消解液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶內(nèi)，用1%硝酸溶液定容,，上機(jī)前過濾,。

土壤金屬元素濃度計(jì)算公式：

式中:C-土壤中金屬元素含量，mg/kg,，c-消解液種金屬元素含量,，mg/L，V-定容體積,， mL,，K-稀釋倍數(shù)，M-土壤取用量，g,，f-干物質(zhì),，%。

結(jié)果與討論

3種方法的效率和能耗的比較

如表所示,，四酸消解法優(yōu)點(diǎn)是對所有類型土壤,，可基本*消解，缺點(diǎn)是高氯酸和HF對人體損傷較大,，且加酸種類較多,，重金屬本底值會(huì)偏高，因此酸的品質(zhì)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有一定的影響,。王水消解法優(yōu)點(diǎn)是加酸量及加酸種類較少,，且消解時(shí)間更短一些，趕酸時(shí)間也較短,，缺點(diǎn)是對土壤消解不*,，會(huì)有殘?jiān)霈F(xiàn)。

3種消解方法對土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測定結(jié)果比較

對標(biāo)準(zhǔn)土 GSS-30,、GSS-32,、GSS-34和GSS-35采用上述消解方法進(jìn)行前處理。ICP-MS測定結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)土壤中兩種金屬元素的消解液濃度（μg/L）,，由此計(jì)算土壤中兩種金屬元素的含量（mg/kg）,，結(jié)果如表。

由表可知,，王水加熱消解法對4種土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中Cu和 Pb這兩種金屬的回收率范圍分別是90%～99.9%,、75%～91.7%;硝酸-硫酸加熱消解法對4種土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中 Cu和 Pb這2種金屬的回收率范圍分別是 76.7%~112.6%、54.2%～103.5%;四酸加熱消解法對4種土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中Cu和 Pb這2種金屬的回收率范圍為100%,。采用方法三對標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品進(jìn)行前處理時(shí),，標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品中2種重金屬元素含量的測定值均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，方法一對標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品進(jìn)行前處理時(shí),，所測結(jié)果的平行性較好,，但回收率偏低，但其中標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品中的鉛的回收率相對較低,，說明此方法在前處理過程中可能因消解不*導(dǎo)致金屬元素測得結(jié)果偏低,。方法二對標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品進(jìn)行前處理時(shí)，所測結(jié)果的平行性較差,，其中鉛的結(jié)果相差較大,，說明硫酸本底值可能對土壤中重金屬所測結(jié)果影響較大。