土壤中重金属样品的前处理方法,根据分解试样时所用试剂的不同,分解方法分为湿法和干法,同时根据分解技术,大致可分为敞开式容器酸分解法、密闭式容器消解法、微波消解法和一般用碱金属熔剂的熔融法,根据是否破坏土壤晶格,可分为全量消解法和浸提法。
本期内容分别向大家介绍以下6种前处理方法,包括前处理步骤与要点、前处理注意事项、方法优缺点评价等。
| 01.土壤样品的全量分解法
| 02.土壤样品的高压密闭消解法
| 03.土壤样品的微波消解法
| 04.土壤样品的熔融法
| 05.土壤样品的EPA消解方法
| 06.土壤样品的王水浸提法
01 土壤样品的全量分解法 操作要点: 电热板/盐酸一硝酸一氢氟酸一高氯酸消解法: 准确称取约0.2-0.5g风干土样于聚四氟乙烯坩埚中,用水润湿后,加入10mL HCI于电热板上低温加热,蒸发至约剩5mL时,加入10mL HNO3、5mL HF并继续加热,为了达到更好的除硅效果,应经常摇动坩埚。 最后加入5mL HCIO4,并加热至白烟冒尽。对于含有机质较多的土样,应在加入HCIO4之后加盖消解,土壤分解物应呈白色或淡黄色(含铁较高的土壤), 倾斜坩埚时呈不流动的粘稠状。用稀酸溶液冲洗内壁及坩埚盖,温热溶解残渣。冷却后,如有必要可过滤,定容,备测。 注意事项: (1)不能蒸干,蒸至近干:不流动的粘稠状液珠或湿盐状或糊状; (2)若样品中有机质少,可不加HCI;若有机质含量高,需反复加入HCIO4并加盖回流加热; (3)应先加HF,后加HCIO4 (沸点); (4)严格控制温度,温度过高,待测元素易损失。 方法评价: 优点:对设备要求低,便于大批量样品的分析; 缺点:主要缺陷是用酸量稍大,不适合于难溶元素(如Zr、Hf、稀土等)及一些超痕量元素的分析。 02 土壤样品的高压密闭消解法 操作要点: 准确称取0.5g风干土样于内套聚四氟乙烯坩埚中,加入少许水润湿试样, 再加入HNO3、HCIO4各5mL,摇匀后将坩埚放入不锈钢套筒中,拧紧。 放在180°C的烘箱中分解2h,取出,冷却至室温后,取出坩埚,用水冲洗坩埚盖的内壁,加入3mL HF,置于电热板上,在100°C—120°C加热除硅,待坩埚内剩下约2-3mL溶液时,调高温度至150°C, 蒸至冒浓白烟后再缓缓蒸至近干,用稀酸冲洗内壁,温热溶解残渣,如有必要可过滤,定容,备测。 注意事项: (1)HF可与HNO3、HCIO4 一同加入高压消解釜; (2)也可釆用HNO3-HF、 HNO3-HCI-HF、 HNO3-HF-H2O2消解。 方法评价: 优点:与敞开式酸消解法相比,高温,高压,易消解;消解过程易挥发性元素损失较少;试剂用量大大减少,空白较低。 缺点:对于有机质含量较高的样品有发生爆炸的危险(特别是在使用高氯酸时)。 03 土壤样品的微波消解法 操作要点: 准确称取0.1-0.5 g风干土样于消解罐中,加入5mLHNO3、2mL HF、2mL H2O2,摇匀,拧紧,放入微波消解仪器,按程序消解(在180℃停留5-10min)。冷却至室温后,取出消解罐,小心缓缓拧开,用水冲洗盖子及内壁,转移入PTFE坩埚,置于电热板上,赶酸至近干,用稀酸冲洗内壁,温热溶解残渣,如有必要可过滤,定容,备测。 注意事项: (1)如非必要,微波消解一般不使用HCIO4,可用H2O2代替; (2)也可使用 HNO3-HF、HNO3-HC1-HF、HNO3-HCI-HF-H2O2等消解体系; 全量消解须用HF,一般需微波消解后赶酸除去HF; (3)当不使用HF时,为浸提,非全量消解(如HNO3-HCI 微波消解浸提As、Hg); (4)对于有机质含量较高的样品,可加酸后放置一定时间, 待反应平缓后再放入微波炉,最好冷消化过夜。 04 土壤样品的熔融法 操作要点: 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(钝化)、Ag、Pt、高铝、石英和瓷坩埚等。 方法评价: 优点:可以有效分解即使是最难熔的相。 缺点:在样品制备期间引进了大量的可溶盐类。 05 土壤样品的EPA消解方法 操作要点: (1)EPA 3050B (非全消解): HNO3-H2O2,在95±5°C下消解,用于GFAAS、ICP-MS测定As、Be、Cd、Cr、Co、Pb、Mo、Se、TI等; HNO3-HC1-H2O2,在95±5°C下消解,用于 FAAS、ICP测定Sb、Be、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、V、Mn、Ni、Ag、Tl、Zn等。 (2)EPA 3051 (非全消解): HNO3,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): HNO3-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): HNO3-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。 注意事项: 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。 06 土壤样品的王水浸提法 操作要点: (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100μL 100mg/mL的Au溶液,作为样品Hg的稳定剂,同时作为内标。加入10mL HNO3 (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,转移到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硫脲一抗坏血酸溶液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。

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