全自动消解仪对土壤重金属Pb、Cd消解分析方法
Pb、Cd是土壤检测中的主要重金属分析项目，其含量测定的前处理方法主要有电热板消解法［1］、高压釜密闭消解法［2－3］、微波消解法［4－11］等，但这些方法操作繁琐，分析人员的劳动强度大，技术要求高，不适用于批量样品的测定。本文利用先进的全自动消解仪进行样品前处理，应用石墨炉原子吸收光谱法检测土壤中的Pb、Cd的含量。采用全自动消解仪湿法消解，仪器自动加酸、梯度升温、自动定容，提高了实验效率，特别适用于批量样品的测定。
1 材料与方法
1．1 仪器与试剂
原子吸收光谱仪、全自动消解仪，Pb、Cd空心阴极灯。硝酸优级纯，上海国药 氢氟酸、高氯酸 优级纯，天津科密欧 Pb、Cd 单元素标准溶液 1000mg/L国家标准物质研究中心土壤标准物质GBW07447、GBW07450、GBW07452中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所。
1．2．2 样品处理
准确称取过200目筛的土壤样品0．3g置于消解罐中，放置在消解架上。在放有土壤样品的消解罐中加入10mL硝酸，加热至120℃维持1h，冷却至室温然后加入5mL氢氟酸，加热至140℃维持1h，冷却至室温再加入2mL高氯酸，加热至160℃维持1h，继续升温至180℃维持1h进行赶酸，冷却到室温后加入水定容至25mL，混匀待测。
2 结果与讨论
2．1 消解方法对比
国家标准中土壤 Pb、Cd 元素的消解方法是电热板湿法消解。为了比较电热板消解与全自动消解的效果进行了对比实验，见表2。分别采用全自动消解法和电热板消解法分析了3种土壤标准物质GBW07447、GBW07450、GBW07452。从表2中可以看出，全自动消解法测的结果均在标准值范围内，准确度符合国标要求并且整体相对标准偏差小电热板消解法测定的结果中除GBW07452中的 Pb含量比标准值偏高外，其他测定结果均在标准值范围以内，但是测定值的相对标准偏差较大，数据精密度差。对比实验说明全自动消解法优于电热板消解法［12－16］。
通过实验发现，土壤在全自动消解下消解效果好、时间短、操作简便、准确度和精密度高。主要优势在于
（1）电热板消解时，聚四氟乙烯消解杯加热主要是在底部，加热温度不均匀，需要不断地摇动消解杯使样品反应均衡全自动消解时，聚四氟乙烯消解罐的加热是采用石墨加热体整体加热，受热均匀，加热速度均一，保证了实验结果精密度明显高于电热板消解。
（2）电热板消解时，要求操作人员实时关注样品处理的情况。当加热到蒸发至近干时，如果没有及时取下消解杯，就会容易蒸干样品，导致结果出现较大偏差。全自动消解仪通过自动高精度添加各种试剂及准确控制消解时间，使样品消解完全，并自动定容。
（3）电热板消解批量样品时，一般同时处理不超过40个样品，并且消解过程一致。全自动消解仪器具有独立的两个加热温控区，可分开独立使用，一台仪器可以同时使用两套消解方法，适用于不同样品的同时测定。
（4）电热板消解样品的时间一般为8～10h，全自动消解样品的时间为3～5h，大大节省了处理的时间，提高了消解效率。
2．2 准确度、精密度和检出限实验
2．2．1 准确度精密度实验
采用全自动消解－石墨炉原子吸收光谱仪按实验方法测定了3种土壤标准物质GBW07447、GBW07450、GBW07452，所得准确度和精密度结果见表3。
从表中可以看出，土壤标样中的Pb和Cd的测定结果均在标准值的范围以内，并且元素测定的相对标准偏差ＲSD均不超过5%。
2．2．2 检出限实验
方法的检出限为连续测定试剂空白11次，测量值标准差的3倍所对应的浓度。Pb和Cd的检出限分别为0．027mg/kg和0．005mg/kg，见表4。本方法测定的检出限值均低于国标法［1］的检出限要求Pb0．10mg/kg，Cd0．01mg/kg。满足土壤中Pb、Cd元素测定的检出限要求。
2．3 线性方程
按照本实验方法，Pb浓度在0～100．0μg/L、Cd浓度在0～5．0μg/L范围内具有良好的线性关系，线性方程Pb为y=0．0024x+0．002，r=0．9996线性方程Cd为y=0．0425x+0．002，r=0．9999。见表
3 结论
全自动消解－石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中Pb、Cd，采用全自动消解仪进行样品前处理的方法，缩短了样品消解时间，降低了劳动强度。受热均匀使样品分解完全，测定结果准确度高，精密度好，操作简单，是目前批量土壤中Pb、Cd测定理想的方法。
参考文献
［1］GB/T17141-1997，土壤质量-铅、镉的测定-石墨炉原子吸收分光光度法［S］．
［2］张琪，刘琳娟．高压密闭消解－原子吸收光度法同时测定土壤中铜、锌、铅、镉、镍、铬［J］．化学分析计量，2007，16548－50．
［3］褚卓栋，肖亚兵，刘文菊，等．高压密闭消解土壤砷、汞、铅、镉酸体系比较［J］．中国环境监测，2009，25557－61．
［4］高芹，邵劲松，余云飞．微波消解原子吸收光谱法测定土壤中铅镉铬铜［J］．农业环境与发展，2006399－101．
［5］陈武军，王珊，唐智，等．湿法消解原子吸收光谱法连续测定土壤中铜锌铅镉［J］．内江师范学院学报，2012，27862－64．
［6］宋伟，张志，郑平，等．土壤中国砷汞铅镉铬测定方法的研究［J］．安徽农业科学，2011，393421001－21002，21054．
［7］张泓，吕维君，茅建人，等．微波消解－原子吸收分光光度法、原子荧光分光光度法测定土壤中的铜锌铅镉铬砷汞［J］．中国卫生检验杂志，2005，157830－831．
［8］白艳丽，王利佳，刘秀芝．微波消解－原子吸收分光光度法测定土壤中的铜锌镍铬锰铅镉［J］．黑龙江环境通报，2008，32458－60．
［9］范维刚，侯晓东．ICP-AES法测定某蔬菜地土壤中的铜、锌、铅、镉［J］．计量与测试技术，2012，39613－16．
［10］姜秋俚，孙铁珩，张见昕，等．微波消解石墨炉原子吸收法测定土壤中的铅和镉［J］．环境保护科学，2010，36628－30，63．
［11］万连印．微波消解－石墨炉原子吸收法测定土壤中的铅和镉［J］．黄金，2009，30451－53．
［12］李海峰，王庆仁，朱永官．土壤重金属测定两种前处理方法的比较［J］．环境科学，2006，251108－109．
［13］王京文，徐文，周航，等．土壤样品中重金属消解方法的探讨［J］．浙江农业科学，20072223－225．
［14］周赛春，韦菲菲，曾平龙．土壤消解方法的对比和研究［J］．分析化学，2009，37A0126－27．
［15］张晓静，朱风鹏，胡清源，等．ICP-MS同时测定土壤中Cr、Ni、Cu、As、Tl和Pb［J］．中国烟草学报，2009，15618－22．
［16］谢锋，何锦林，谭红，等．硝酸一次消解同时测定土壤中Cd、As、Hg的方法研究［J］．土壤通报，2006，372340－342．
