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土壤无机污染物中以重金属比较突出，主要是由于重金属不能为土壤微生物所分解，而易于积累转化为毒性更大的甲基化合物，甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积，严重危害人体健康。

土壤中的重金属污染物都有哪些呢？主要是指含汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)，镍(Ni)、钴(Co)、锡(Sn)以及类金属砷(As)等的污染物。

重金属污染土壤后会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或分解产物在土壤中逐渐积累，引起土壤质量下降，导致植物生长发育障碍。

被重金属污染后的土壤变成了一块块的“毒地”，它通过“土壤→植物→人体”或“土壤→水→人体”间接被人体吸收，危害人体健康。

例如：城市中的机动车尾气排放，既污染了大气，也显著引起公路两侧土壤的重金属污染；含有重金属废品的垃圾被长期堆放在某处，在雨水淋洗下会向土壤中释放有毒元素，释放到土壤中；家庭燃煤、采矿和冶炼等企业含重金属污染物的废气排放到空气中；农业生产中化肥、农药和地膜等的长期不合理使用；有些稻米含镉(Cd)浓度超标会诱发“骨痛病”；某些大中城市污灌区的癌症死亡率比非污灌区高10-20倍。

值得重视的是重金属污染不同于其它污染，其在土壤中不易随水淋溶，不能被微生物分解，甚至可能永远在环境里循环；其还具有明显的生物富集作用，对人类生活危害极大。

环境污染监测与修复是一项严峻的、高成本的世界范围内的挑战。

随着国家对于环境污染问题越来越重视，对于土壤的环境质量问题更是加强了监管以及治理，逐步出台了《土壤污染防治行动计划》、《中华人民共和国土壤污染防治法》等文件。

对于土壤的重金属检测来说，检测的过程需要大量的人力和物力，检测过程十分复杂，且通过近几年的实际情况分析得出，土壤被重金属污染的渠道日渐增多，污染来源多样化。

不论是污染场所的数学建模与风险评估，还是有毒有害物质的现场监测和油漆中铅的消除，现场采集、快速准确分析成千上万个样品是一项必须具备的最基本的能力。但遗憾的是，以往仅仅依靠实验室检测，不但耗费了大量的时间，同时也耗费了大量的成本。

由于土壤是一种固体颗粒，很难对其中的物质成分等进行检测，因此在对土壤中的重金属进行检测前，需要先对土壤进行预处理。

当前通常使用的预处理方法是将土壤放入溶液中进行消解，待土壤消解到一定程度后便于进行后续的实验，通常采用微波消解法和电热板消解法以及高压罐消解法等方法。

土壤重金属前处理方法

• 微波消解法

为了确保土壤检测的安全性和准确性，通常采用微波消解法对土壤样品进行检测，并且微波消解法具有较快的处理速度。

在对土壤进行微波消解法预处理前，首先要对土壤进行冲击，一般采用 300GHz的电磁来冲击处理，这种冲击处理的目的是将土壤中的极性分子通过电磁的冲击，从而根据微波的频率变化产生改变，一定程度上保证了其内部分子保持高速运动的状态，与此同时，由于微波的冲击导致土壤内的分子发生碰撞和摩擦，于是使土壤的温度也随之升高。

这时，土壤中的一些带电粒子和离子都会不断随之运动，在电磁场中不断的进行前一，并且发生相互碰撞。从本质上来说，通过让土壤样品和酸性混合物进行互相融合，从而进行加热而达到快速将土壤进行溶解处理，这就是所谓的微波消解法。

微波消解法由于通过加热其与酸性物质混合的特性，通常来说使和处理土壤较为复杂或者其中含硅物质较多的样本。通常这样的土壤中含有较难溶解的粒子，简单的与酸性溶液混合，很难达到溶解的要求，因此需要进行微波冲击从而将土壤样本打击成较小粒子，便于其更好的溶解在溶液中。在进行微波加热时，为了确保该过程的安全性，可以在操作的过程中在石英矩管中加入硼酸物质。

• 电加热全酸分解法

土壤进行预处理时，首先可以使用电加热全酸分解。

首先要对土壤进行取样，取样不能简单的随机取样，要进行针对性取样，且要进行分区域的取样；将0.5g的土壤样本加入到盛有四氟乙烯的坩埚中，再加入一定量的水和浓盐酸后对其进行加热蒸发，将浓盐酸从10ml蒸发至5ml，再加入一定量的浓硝酸后再进行加热直至土壤样本变为粘稠状；再加入10ml的氢氟酸后对坩埚进行摇动，使其维持在一种低温的加热状态；最后加入约为5ml的高氯酸后加热到样本物质冒白烟且产生颜色为淡黄色的粘稠物，这时可停止加热。停止后需对样品进行冷却，让其保持自然状态冷却，然后对坩埚器皿进行清洗，使用稀硝酸可溶解掉残渣，对坩埚内壁以及盖子等进行清洗，保证样品在自然冷却后，容积仍然保持在50ml。在整个过程中，需对样品的总量进行留意和控制，要保证土壤样品在实验过程中没有发生掉落等情况，确保其重量保持不变。当所有操作完成后，样品溶液的总容量仍保持在50ml。

电加热分解法主要是用来检测土壤中的重金属砷、铬、汞、铅、铜等，在处理过程中，通过对不同试剂的加入以及对坩埚的加热，可使土壤样品完全的溶解到溶液中，最后再对土壤样品进行验证。

在对土壤进行重金属检测的过程中，经常使用电加热分解法，且其操作较为简单，经常应用于土壤重金属的预处理上。在操作过程中，也需注意根据所需检测的重金属类别进行调整，才能更有针对性的进行检测。比如在这个过程中对于浓硝酸试剂的加入均可根据加热时的状态进行调整，并非加入固定体积的试剂；灵活的对实验过程进行调整，才能让后续的土壤重金属检测更具有针对性，检测结果也相对来说更加准确。

• 高压罐消解法

高压罐消解法是运用高压的消解罐对土壤样品进行溶解。

此过程可取0.5g的土壤样品，然后将其放入高压罐中后加入7ml的浓硝酸、10ml的浓盐酸以及2ml的高氯酸等溶液，之后进行加盖密封处理；然后将高压罐放入到恒温的干燥箱内，使干燥箱维持在180℃的高温且维持约三小时后取出待其自然冷却，再取出其中的内罐，把它放到电热板上进行赶酸，等到溶液中的酸性物质蒸发完全后，再将溶液转移到50ml的容量瓶中，最后采用浓度为百分之一的稀硝酸对其定容，等待后续测量，与此同时还需两组土壤样品进行空白处理，便于后续比对。

• 熔融法

常用于土壤、底质及固体样品中Re、Ti、Zr、Hf、Sn、Mo、W等晶格难破坏的成分和F、I不能用酸的元素的测定。

常用的熔剂有碳酸钠、氢氧化钠、过氧化钠、硫酸氢钾、焦硫酸钾、硼砂等。常用的坩埚种类有Ni(纯化)、Ag、Pt、高铝、石英和瓷坩埚等。

其优点可以有效分解即使是最难熔的相，缺点是在样品制备期间引进了大量的可溶盐类。

• EPA消解方法

(1) EPA 3050B(非全消解)

NHO3-H2O2，在95±5℃下消解，用于GFAAS、ICP-MS测定As、Be、Cd、Cr、Co、Pb、Mo、Se、Ti等；NHO3-HC1-H2O2，在95±5℃下消解，用于GFAAS、ICP测定Sb、Be、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、V、Mn、Ni、Ag、TI、Zn等。

(2) EPA 3051(非全消解)

NHO3，微波消解，可用于AAS、ICP、ICP-MS测定As、Sb、Be、Cd、Co、Cu、Mn、Hg、Mo 、Ni、Se、TI、Zn等。

(3) EPA 3051A(非全消解)

NHO3-HCI，微波消解，可用于AAS、ICP、ICP-MS测定As、Sb、Be、Cd、Co、Cu、Pb、Mn、Hg、Mo、Ni、Se、TI、Zn等。

(4) EPA 3052(全量消解)

NHO3-HF，视情况可加HCI、H2O2，微波消解，可用于AAS、ICP、ICP-MS测定AI、As、Sb、Ba、B、Be、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、Mn、Hg、Mo、Ni、Se、Ag、TI、V、Zn等。

需要注意的是不加氢氟酸非全量消解，不能破坏土壤晶格，可能导致Pb、Cr等结果偏低。

• 王水浸提法

(1) ISO 11466(王水回流消解法)

准确称取1.000g样品加入锥形瓶，加入100μL100mg/mL的Au溶液，作为样品Hg的稳定剂，同时作为内标。加入10mL NHO3(65%，GR)浸润样品，在室温下摇动反应约20min直至大部分有机物反应完全。若反应较慢，可用95℃水浴加热。加入21mLHCI，盖表面皿，将样品放在电热板上加热2h，保持王水处于微沸状态(王水蒸汽在瓶壁上回流)，但反应又不至于太剧烈而导致样品溢出。冷却，转移至100mL容量瓶，定容。取上清液以ICP-MS测定As、Hg、Cd等元素。

(2) NY/T 1121.10-2006(Hg)和NY/T 1121.11-2006(As)

称取0.2500g样品于50ml比色管中，加入新配的王水(1+1)10mL，摇匀，置于沸水浴中，加热煮沸1h(其间摇动2次)，取下冷却，加入10g/L重铬酸钾溶液0.5mL，蒸馏水稀至刻度，摇匀，放置澄清。

同时做样品空白，吸取上清液10mL于50mL容量瓶中，加入6mol/L HCI 10mL，50g/L硫脲-抗坏血酸溶液10mL，用水稀释至刻度，摇匀，放置30min，氢化物发生-原子荧光法测砷。直接用母液冷原子荧光法测汞。