環境治理一直是重中之重的問題,而土壤(rǎng)染汙是其中之一,土壤汙染物一般分(fèn)為無機汙染物和(hé)有機汙染物兩大類。無機汙染物主(zhǔ)要包括酸、堿、重金屬(shǔ),鹽類(lèi)、放射性元素銫、鍶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有機汙染(rǎn)物主要包(bāo)括有機農藥、酚類、氰化物、石油、合成洗滌劑、3,4-苯並芘以及由城市汙水、汙泥及廄(jiù)肥帶來的有害微生物等。對土壤的研究即離不開對土壤(rǎng)樣品進行預處理,從而測定分析土壤重金屬微量元素。
為(wéi)什麽要對土壤(rǎng)進行前(qián)處理呢?
由於大多(duō)數分析方法如原子吸收光譜法、原子熒(yíng)光光譜法、電化學法、發射(shè)光譜法以及比(bǐ)色分析(xī)法等分析,均要求把分析的樣(yàng)品進行去雜然後轉成透明無(wú)色或(huò)者程(chéng)淡黃色的溶液才可以(yǐ)直接進行上機檢測。除少數儀器,如X射線熒光光譜儀、中子活(huó)法,火(huǒ)花(huā)源質(zhì)譜可直接對固體樣品進(jìn)行無損測定。因此土壤樣品需要進行前處理,是根據選擇的分析設備而定,每一種前(qián)處(chù)理(lǐ)方法各(gè)有各的特點優勢(shì),結(jié)合不同的元素(sù)分析儀可以靈(líng)活應用使得實驗(yàn)事半功(gōng)倍。
土壤進行前處理消解前需要滿足這五大(dà)要求
1、稱取的固體樣品應該是按規定的要求加(jiā)工的(如粉碎、分樣(yàng)等),是均勻有代表性的。
2、樣品中需要測定的被測元素應該(gāi)完全溶入溶液中(樣品是否“全溶”可根據需要來定)。設定一(yī)個合理、環節少、易於(yú)掌握、適用於處理大量樣品的化學處理方法。
3、在應用(yòng)化(huà)學方法處理時,根據需要可將被測元素進行富集、分離;分離的目(mù)的是(shì)將幹擾被測元素測定的基體和其他元素予以分離以提高測定準確度。必須考慮的前提是“被測元素必須富集完全,不能有損失,而分離的組分(fèn)。不必分離十分幹淨。
4、整個(gè)處理過程中(zhōng)應避免樣品的汙染,包括固體樣品的製備(碎樣,過篩、分樣)、實驗室環(huán)境、試劑(jì)(水)質量、器皿等。
5、有時需要(yào)考慮分析試(shì)液中總固(gù)體溶解量(總鹽),過高的總(zǒng)固體溶解量將造成(chéng)基體效應幹擾、譜線幹擾和背景幹(gàn)擾。一般來講,對於試樣中溶解性總固體含量在10mg/ml(1%)左右的試液,在不長時間進行分(fèn)析(xī)時,是不會堵塞(sāi)進樣係統的。在常(cháng)規分析工作中,分析試液的溶解性總固體含量希望越低越好,一般控製在1mg/ml(0.1%)左(zuǒ)右(yòu),在測定(dìng)元素靈敏度滿足的情況下,有(yǒu)時控製在0.5mg/ml(0.05%)左右以下。因此,無機元素分析的樣品前處理盡可能情(qíng)況下采用酸(suān)分解而不采用(yòng)堿融,稀釋倍數在1000倍左(zuǒ)右。
土(tǔ)壤樣(yàng)品前處理的常用設(shè)備
全自動石墨消解儀-解放人力操作的自動設備,通過程序控製,全自動進行加酸、搖均(jun1)、加熱消解、定容,一套消解方法,自動(dòng)完(wán)成樣(yàng)品預處(chù)理工作,大大提高工作效率。72孔大通量設計(jì),滿足多樣品量,多樣品(pǐn)類別的用戶。
全自動石(shí)墨消解儀(yí)
智(zhì)能石墨消解儀-繼電熱(rè)板後的智能係(xì)統首次上線的產品,通過程序多段控製溫度加熱樣品;高(gāo)純石墨包裹式加熱(rè),可多方位(wèi)讓樣品受熱,加熱更加均勻,溫度穩定性高;分體控(kòng)製(zhì),可用平板電腦遠程程序(xù)控製,避免酸霧及熱源傷害;整機外圍無金屬(shǔ)部件,加強防腐功能,延長使用壽(shòu)命。
智能石墨(mò)消解儀
陶瓷電熱板-是一款新型的陶瓷材質電熱板,加熱快速均(jun1)勻,具有超大加熱台麵,滿足(zú)多個樣品同時加熱、消解、趕酸;陶瓷材質(zhì)麵(miàn)板比金屬麵板更耐腐蝕,而且清潔更容易,有著“一抹即淨,不會生鏽(xiù)”的稱號;分(fèn)體控製打破傳統一體式控製方式,操作人員(yuán)在控製時可遠(yuǎn)離(lí)加熱體,免受熱源及酸霧的傷害;自動溫度警示(shì)功能,更人性化的警示在50度高溫以上就會提示,避免人員觸碰被(bèi)燙傷。
實驗室電熱(rè)板
根據用(yòng)戶不同的需要及樣品量的(de)處理情況,選擇一款合適的消解設備非常的關鍵,相當(dāng)於一個智能助手一樣幫助您快(kuài)速完成前處理消解。還可以不同設備之間進行搭配使用(yòng),讓實驗無縫隙完成消解。下麵分享16種使用不同設備進行土壤樣品進行消解的方法,提供的方法僅供參考不做商業使用,方法主要通過收(shōu)集分享方式與用戶及專業(yè)人員交流。
16種國標土壤消解方法
消解方法1
(HJ/T166)0.5g土樣置於四氟乙烯(xī)消解管中,插入智能(néng)石墨消解儀的消解(jiě)孔中,然後幾(jǐ)滴水潤濕(shī)後,加入10ml濃HCl,控製器設定低溫(wēn)(80-100℃)加熱蒸發(fā)剩約5ml時(shí),加入15ml濃硝酸,繼(jì)續加熱(100-120℃)至粘稠,再加入(rù)10ml氫(qīng)氟酸繼續加熱,(120℃)並適時(shí)搖(yáo)動消解管。最後加入5ml高氯酸,並加熱至白煙冒盡(jìn)(130℃),分解物呈白色或淡黃色粘稠物。冷卻後用稀酸溶(róng)液(10%硝酸)衝洗消解管內壁及(jí)消解管蓋,溫熱溶解殘渣,冷卻後定容至50ml。
方法適用(yòng)於測(cè)試土壤中的銅、鉛、鋅、鉻、鎘、砷等。
消解方法2
(GB/T17141-1997、17138-1997)0.3g土樣置於(yú)50ml四氟乙烯坩堝(guō)中,少(shǎo)量水潤濕後加(jiā)入10ml濃鹽酸,低溫加熱(80-100℃)蒸發至約剩3ml時,取下稍冷;然後加入5ml硝酸、4ml氫氟酸、2ml高氯酸,加蓋陶(táo)瓷電熱板加熱(120℃)1h左右(yòu),然後開蓋繼續加熱飛矽(guī)(常搖動坩堝)。當加熱至濃厚白(bái)煙出來時,加蓋,除去有機物。當白煙(yān)散盡內容物變粘稠時,取下稍冷,用少量水衝洗坩堝內壁,加入1ml(1+1)鹽酸溶(róng)液溫熱溶解殘渣。轉移至25ml容(róng)量瓶定容待測。
方法適用於GFAA法測土壤中鉛、鎘。也適(shì)用(yòng)於FAA法測試土壤中銅、鋅。
消解方法(fǎ)3
(GB/T17140-1997)如最(zuì)後一步改用(1+5)硝酸溶液1ml溶解殘債,則可轉移至100ml分液漏鬥(dòu)中,加水約50ml,搖勻。再加入2mol/L的KI溶液2.0ml,2ml10%的抗壞血酸溶(róng)液(yè),搖勻。然後準確加入5.0ml的MIBK,振搖1-2min,靜置分層,有機相待測。
方法(fǎ)適用於FAA法測土壤中鉛、鎘。
如加(jiā)入KI出現沉澱,證明高氯酸未驅除幹淨。大量沉澱會導致測試結果偏低,建議用NaI代替KI。
消解方法4
方法適用於FAA法測土壤中總鉻。
(GB/T17137-1997)取0.2g土樣與四氟乙烯坩堝中,少量水潤濕後,加入(1+1)硫酸5ml,濃硝酸10ml,加蓋在陶瓷電熱板加(jiā)熱(120℃)1h左右,開蓋繼(jì)續加熱;待分解物粘稠後,加入5ml氫氟(fú)酸中(zhōng)溫除(chú)矽,經常搖動坩堝。加熱至三氧化硫白煙後,加(jiā)蓋繼續加(jiā)熱30min,然後取下坩(gān)堝稍冷後,用少量水衝(chōng)洗幹過內壁和蓋子,再加熱是白煙散(sàn)盡並蒸至內容物呈不流動態(tài)。取下坩堝稍冷,加入1+1鹽酸(suān)3ml溫熱溶解殘渣,轉移至50ml容量瓶中(zhōng),加入5ml10%的氯化銨溶(róng)液後定容。
消解方法(fǎ)5
方(fāng)法適用於CVAA法測(cè)土壤中總汞。注意器(qì)皿清洗和全程序空白樣品檢查。如試樣(yàng)有機質較多,可預先用5ml硝酸回流40min。
(GB/T17136-1997)取(qǔ)1g土樣於150ml錐形瓶中,少量水潤(rùn)濕樣品後,加入(1+1)硫酸-硝酸混酸8ml,待反應停止(zhǐ)後,加入蒸餾水10ml,2%的高錳酸鉀溶液(yè)10ml,瓶口插一漏鬥,陶瓷電(diàn)熱板加熱(80-100℃)45min,然後取下冷去。分解過程中如紫(zǐ)色(sè)褪去(qù),應隨時補加高(gāo)錳酸鉀溶液,保證體係(xì)中高錳酸鉀過量。臨測定前搖動中加入20%的鹽酸羥胺溶液,使(shǐ)紫色剛好褪(tuì)去及容器壁上的二氧化錳全部褪色。
消解方法6
方法適用(yòng)於土壤中鎘、鈷、銅(tóng)、鉻、錳、鎳、鉛、鋅、釩、砷(shēn)、鉬、銻共12種元素(sù)的ICP-MS法測定。
(HJ803-2016)取0.1g土樣置於四氟(fú)乙烯密閉消(xiāo)解罐中,加入6ml王水,微波消解47min;消解結束後靜置冷卻(què),慢速濾紙過濾,純水(shuǐ)定容至50ml。
消解方法7
方(fāng)法適(shì)用於土壤中鎘、鈷、銅、鉻、錳(měng)、鎳(niè)、鉛、鋅、釩、砷、鉬、銻共12種元(yuán)素的ICP-MS法測定。
(HJ803-2016)取0.1g土樣置於100ml錐形瓶中,加入6ml王水,放上玻璃(lí)漏鬥陶瓷電熱板(bǎn)微(wēi)沸(fèi)2h;消解結束(shù)後靜置冷卻,慢速濾紙過濾,純水定容至(zhì)50ml。
消解方法(fǎ)8
方法適用於土壤中鉈、鈹(pí)、錳、銅、鉛、鋅、鎘、鉻、鎳、鈷(gǔ)、釩共11種元素的測定。
(HJ832-2017)取0.25-0.5g土樣(yàng)置(zhì)於(yú)四氟乙烯消解罐中,依次加入6ml硝酸、3ml鹽(yán)酸、2ml氫氟酸,使樣品和消解液充分混勻,按程序微(wēi)波消解48分鍾;消(xiāo)解結束後靜置冷卻,1%硝酸定(dìng)容至25ml。
消解方法9
方法適用於土壤中砷、鉍(bì)、汞(gǒng)、銻(tī)、硒共5種元(yuán)素的測定。
(HJ832-2017)取0.25-0.5g土樣置於消解罐中,依次加入2ml硝酸、6ml鹽酸,使樣(yàng)品和消解液(yè)充分混勻,按程序微波消解35分鍾;消解結束後靜置冷卻(què),實驗(yàn)用水定容至25ml。
消解方法10
方法(fǎ)適用於土(tǔ)壤(rǎng)中(zhōng)汞、砷、硒、鉍、銻的AFS法測(cè)定。
(HJ680-2013)取0.1-0.5g土樣(yàng)與250ml三(sān)角瓶中,加入6ml鹽酸、2ml硝酸,混勻樣品;按程序微(wēi)波消解45分鍾,冷(lěng)卻定容50ml。
消解方法(fǎ)11
方法適用於土壤中總鉻的ICP-AES法測定。
(HJ491-2009)取0.2-0.5g土樣置於(yú)四氟乙烯坩堝中,加2滴蒸餾水潤濕樣品後,加入10ml鹽酸,低溫(wēn)加熱至3ml,稍冷;然後加入5ml硝酸、5ml氫氟酸、3ml高氯酸,加蓋後陶瓷電熱板中溫加熱1h,然後開蓋控溫150℃飛矽;消解完全後,加熱3ml鹽酸溶(róng)解殘渣後,轉移到50ml容量瓶中,加(jiā)入5ml氯(lǜ)化銨溶液,用水定容待測。
消解方法12
方法適用於(yú)土壤中總鉻(gè)的測定。
(HJ491-2009)取0.2土樣置於微波消解罐中,加2滴蒸餾水潤濕樣品(pǐn)後,加入6ml硝酸、2ml氫氟(fú)酸,按照升溫程序消解30min;冷卻後轉移到50ml四氟乙烯坩堝中,加入(rù)2ml高(gāo)氯酸,控(kòng)製溫度(dù)150℃飛矽;冷(lěng)卻後加入3ml硝(xiāo)酸溶解(jiě)殘渣後,轉移到50ml容量瓶中,加入5ml氯化銨(ǎn)溶液,用水定容待測。
消解(jiě)方法(fǎ)13
方法(fǎ)適用於(yú)土壤中除(chú)汞以外的GFAA或ICP-MS全元素分析。
(EPAmethod3050B)取1g樣品置於四氟乙烯坩堝中,加入10mL的1:1的硝酸,加熱樣品至95±5℃,不沸騰蒸餾10-15分鍾,讓樣品冷卻,加入5mL濃硝酸,重新蓋上蓋子回流加熱30分鍾。如果有棕色的煙生成,表明樣品被HNO3氧化,重複這(zhè)一步驟(每次加入5mL濃硝酸),直到樣品不再有棕色的煙產生,表明樣品已完全同硝酸反應(yīng)。將溶液(yè)不沸騰蒸發至大約(yuē)5mL,或在95±5℃不沸騰加熱兩小時。樣(yàng)品溶液須始終覆蓋容器的底部。然後使樣品冷卻,加入2mL水和3mL30%的雙氧水,重新放到熱源上,加蓋加(jiā)熱讓它與過氧化氫反應。(此步驟須注意,不要讓樣品由於大量的氣泡冒出造成樣品的損失,加熱直到不再有(yǒu)大量(liàng)氣泡(pào)產生,然後將容器冷卻。冷卻5分鍾後,再緩慢加(jiā)入10mL30%的雙氧水。(此步驟須注意,不要讓樣品由於大量的氣泡冒出(chū)造成樣品的損失)。繼(jì)續加入30%的雙氧水,每(měi)次為1mL,同時加蓋加熱,直到樣品中隻有細微氣泡或大致外(wài)觀不發生變化。繼續加熱,直到溶液體積減小至大約5mL,或在95±5℃下不沸騰蒸餾2小時。冷卻,濾去固形物,定容至100mL。
加入的雙氧水總體(tǐ)積不應超過10mL。
消解方法14
方法適用於土壤(rǎng)中除汞以外的FLAA或(huò)ICP-AES全元素分析。
(EPAmethod3050B)取1g土樣,加(jiā)入2.5mL濃硝酸和10mL濃鹽酸(suān)加蓋蒸餾15分鍾,冷卻後,將消解液通(tōng)過定量濾(lǜ)紙過濾,收集濾液至(zhì)100mL的容量瓶中。先用不超過5mL熱鹽酸(約95℃)衝洗漏鬥(dòu)中的濾(lǜ)紙,接著用20mL試(shì)劑水(約95℃)衝(chōng)洗(xǐ)。將洗液收集至同一(yī)容量瓶中。從漏鬥中取出濾紙和殘渣,放回(huí)到容器中。加入5mL濃硝酸,將容器放回(huí)到熱源(yuán)上,加熱至(zhì)95±5℃直到濾(lǜ)紙被(bèi)消解(jiě)。將殘渣再次過(guò)濾,並將濾(lǜ)液收集至同一100mL的容量瓶中。讓濾液冷卻,然後稀釋至體積。如果容量(liàng)瓶底部有沉澱生成,加入濃HCl使沉澱溶解,HCl的(de)體積最大不超(chāo)過10mL。沉澱溶解之後,用試劑(jì)水將溶液稀釋至100ml待測(cè)。
在冷卻初級或(huò)次級(jí)濾液時,溶解度受溫度影響很(hěn)大(dà)的高濃度金屬鹽可能會形成沉澱。如果冷卻(què)時容量瓶(píng)內有沉澱生成,不要(yào)將溶液稀釋至體積。
消解方法15
方法適用於(yú)含矽質較多、基體較複雜的土壤(rǎng)中重金屬的分析。如不對消解液趕酸,應加大標準曲線稀(xī)釋液的酸度(dù),盡量使標準曲線(xiàn)的基體與消解(jiě)液匹配。
(EPAmethod3052)取0.5土樣置於微波消解(jiě)罐中,加入3ml的去離子水(shuǐ),9ml濃硝酸(suān)和3ml氫氟(fú)酸和(hé)3ml鹽酸,密閉後,5min升溫到180℃,在180℃保溫10min,然後冷卻。轉移到50ml容量瓶中定容(róng)待測。如測試儀器無耐氫氟酸係統,可加入硼酸(suān)來保護石英矩(jǔ)管。
消解方法16
方法適用於普通土壤、底泥中(zhōng)重金屬的分析。可不對消解液趕酸,應加(jiā)大標準曲線稀釋液的酸度,盡量使(shǐ)標準曲線的基體與消解液匹配。
(EPAmethod3051/3051A)取0.5土(tǔ)樣置於微波消解罐中,加入10ml濃硝酸(或者12ml逆(nì)王水),密閉後,5.5min升溫到175℃,在175℃保(bǎo)溫10min,然後冷卻。轉移(yí)到50ml容(róng)量(liàng)瓶中定容待測。
土壤前處理消解方法合理選擇
評價處理方法的選擇是否合理,一般應遵循以下準則:
①所選方法應能最有效地除去測(cè)定的幹(gàn)擾組分(fèn),否(fǒu)則即使方法簡單(dān)、快速也(yě)不宜采用;
②待測組分的回收率要足夠高;
③操作簡(jiǎn)便、省時;
④盡可能避(bì)免使用昂貴的(de)試劑和儀器、以保持成本低廉。對(duì)於一些新型高效、簡便可靠而自動化程度又很高的樣品預處理技術,盡管所需儀器的(de)價(jià)格較為昂貴,但因其效率(lǜ)和效益顯著,必要的投資還是值得的;
⑤對生態環境和(hé)人體健康不產生(shēng)影(yǐng)響(xiǎng),即所選預處理方法少用或不用汙染環境(jìng)或影響人(rén)體健康的(de)試劑(jì)。對於必須使用的試劑,定要設法做到能循環使用,或使其危害降至最低限度。