土壤中重金屬樣品的前處理方法,根據分解試樣時所用試劑的不同,分解方法分為濕法和干法,同時根據分解技術,大致可分為敞開式容器酸分解法、密閉式容器消解法、微波消解法和一般用堿金屬熔劑的熔融法,根據是否破壞土壤晶格,可分為全量消解法和浸提法。
本期內容分別向大家介紹以下6種前處理方法,包括前處理步驟與要點、前處理注意事項、方法優缺點評價等。
| 01.土壤樣品的全量分解法
| 02.土壤樣品的高壓密閉消解法
| 03.土壤樣品的微波消解法
| 04.土壤樣品的熔融法
| 05.土壤樣品的EPA消解方法
| 06.土壤樣品的王水浸提法
01 土壤樣品的全量分解法 操作要點: 電熱板/鹽酸一硝酸一氫氟酸一高氯酸消解法: 準確稱取約0.2-0.5g風干土樣于聚四氟乙烯坩堝中,用水潤濕后,加入10mL HCI于電熱板上低溫加熱,蒸發至約剩5mL時,加入10mL HNO3、5mL HF并繼續加熱,為了達到更好的除硅效果,應經常搖動坩堝。 最后加入5mL HCIO4,并加熱至白煙冒盡。對于含有機質較多的土樣,應在加入HCIO4之后加蓋消解,土壤分解物應呈白色或淡黃色(含鐵較高的土壤), 傾斜坩堝時呈不流動的粘稠狀。用稀酸溶液沖洗內壁及坩堝蓋,溫熱溶解殘渣。冷卻后,如有必要可過濾,定容,備測。 注意事項: (1)不能蒸干,蒸至近干:不流動的粘稠狀液珠或濕鹽狀或糊狀; (2)若樣品中有機質少,可不加HCI;若有機質含量高,需反復加入HCIO4并加蓋回流加熱; (3)應先加HF,后加HCIO4 (沸點); (4)嚴格控制溫度,溫度過高,待測元素易損失。 方法評價: 優點:對設備要求低,便于大批量樣品的分析; 缺點:主要缺陷是用酸量稍大,不適合于難溶元素(如Zr、Hf、稀土等)及一些超痕量元素的分析。 02 土壤樣品的高壓密閉消解法 操作要點: 準確稱取0.5g風干土樣于內套聚四氟乙烯坩堝中,加入少許水潤濕試樣, 再加入HNO3、HCIO4各5mL,搖勻后將坩堝放入不銹鋼套筒中,擰緊。 放在180°C的烘箱中分解2h,取出,冷卻至室溫后,取出坩堝,用水沖洗坩堝蓋的內壁,加入3mL HF,置于電熱板上,在100°C—120°C加熱除硅,待坩堝內剩下約2-3mL溶液時,調高溫度至150°C, 蒸至冒濃白煙后再緩緩蒸至近干,用稀酸沖洗內壁,溫熱溶解殘渣,如有必要可過濾,定容,備測。 注意事項: (1)HF可與HNO3、HCIO4 一同加入高壓消解釜; (2)也可釆用HNO3-HF、 HNO3-HCI-HF、 HNO3-HF-H2O2消解。 方法評價: 優點:與敞開式酸消解法相比,高溫,高壓,易消解;消解過程易揮發性元素損失較少;試劑用量大大減少,空白較低。 缺點:對于有機質含量較高的樣品有發生爆炸的危險(特別是在使用高氯酸時)。 03 土壤樣品的微波消解法 操作要點: 準確稱取0.1-0.5 g風干土樣于消解罐中,加入5mLHNO3、2mL HF、2mL H2O2,搖勻,擰緊,放入微波消解儀器,按程序消解(在180℃停留5-10min)。冷卻至室溫后,取出消解罐,小心緩緩擰開,用水沖洗蓋子及內壁,轉移入PTFE坩堝,置于電熱板上,趕酸至近干,用稀酸沖洗內壁,溫熱溶解殘渣,如有必要可過濾,定容,備測。 注意事項: (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等消解體系; 全量消解須用HF,一般需微波消解后趕酸除去HF; (3)當不使用HF時,為浸提,非全量消解(如HNO3-HCI 微波消解浸提As、Hg); (4)對于有機質含量較高的樣品,可加酸后放置一定時間, 待反應平緩后再放入微波爐,最好冷消化過夜。 04 土壤樣品的熔融法 操作要點: 常用于土壤、底質及固體樣品中Re、Ti、Zr、Hf、Sn、Mo、W等晶格難破壞的成分和F、I不能用酸的元素的測定。 常用的熔劑有碳酸鈉、氫氧化鈉、過氧化鈉、硫酸氫鉀、焦硫酸鉀、硼砂等。常用的坩堝種類有Ni(鈍化)、Ag、Pt、高鋁、石英和瓷坩堝等。 方法評價: 優點:可以有效分解即使是最難熔的相。 缺點:在樣品制備期間引進了大量的可溶鹽類。 05 土壤樣品的EPA消解方法 操作要點: (1)EPA 3050B (非全消解): HNO3-H2O2,在95±5°C下消解,用于GFAAS、ICP-MS測定As、Be、Cd、Cr、Co、Pb、Mo、Se、TI等; HNO3-HC1-H2O2,在95±5°C下消解,用于 FAAS、ICP測定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測定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測定As、Sb、Be、Cd、Co、Cu、Pb、Mn、Hg、Mo、Ni、Se、TI、Zn等。 (4)EPA 3052 (全量消解): HNO3-HF,視情況可加HCI,H2O2,微波消解??捎糜贏AS、ICP、ICP-MS測定AI、As、 Sb、Ba、B、Be、Cd、 Cr、 Co、Cu、Pb、 Mn、Hg、Mo、Ni、Se、Ag、TI、V、Zn等。 注意事項: 不加氫氟酸非全量消解,不能破壞土壤晶格,可能導致Pb、Cr等結果偏低。 06 土壤樣品的王水浸提法 操作要點: (1)ISO 11466 (王水回流消解法) 準確稱取1.000g樣品加入錐形瓶,加入100μL 100mg/mL的Au溶液,作為樣品Hg的穩定劑,同時作為內標。加入10mL HNO3 (65%,GR)浸潤樣品,在室溫下搖動反應約20min直至大部分有機物反應完全。若反應較慢,可用95℃水浴加熱。加入21mLHCI,蓋表面皿,將樣品放在電熱板上加熱2h,保持王水處于微沸狀態(王水蒸汽在瓶壁上回流),但反應又不至于太劇烈而導致樣品溢出。冷卻,轉移到100mL容量瓶,定容。取上清液以ICP-MS測定As、Hg、Cd等元素。 2.NY/T 1121.10-2006 (Hg)和NY/T 1121.11-2006 (As) 稱取0.2500g樣品于50ml比色管中,加入新配的王水(1+1) 10mL,搖勻,置于沸水浴中,加熱煮沸1h (其間搖動2次),取下冷卻,加入10g/L重鉻酸鉀溶液0.5mL,蒸餾水稀至刻度, 搖勻,放置澄清。 同時做樣品空白,吸取上清液10mL于50mL容量瓶中,加入6mol/L HCI 10mL,50g/L硫脲一抗壞血酸溶液10mL,用水稀釋至刻度,搖勻,放置30min,氫化物發生—原子熒光法測砷。直接用母液冷原子熒光法測汞。