土壤和沉積物六價鉻樣品堿溶液提取過程的 改良方法

吉妮妮，王遠，黃榮

(西安京誠檢測技術有限公司，陜西 西安 710048)

0 引言

土壤中六價鉻危害較大，會對人造成生理毒性和免疫毒性，合適的消解辦法和檢測方法能夠正確識別出土壤中六價鉻含量，對于識別污染和后期土壤修復提供參考具有重要意義。

國家環境保護標準HJ 1082—2019《土壤和沉積物六價鉻的測定 堿溶液提取-火焰原子吸收分光光度法》中堿溶液提取過程為：準確稱取5.00 g樣品置250 mL燒杯中，加入50.0 mL堿性提取溶液，再加入400 mg氯化鎂和0.5 mL磷酸氫二鉀-磷酸二氫鉀緩沖溶液。放入攪拌子用聚乙烯薄膜封口，置于磁力攪拌加熱裝置上。常溫下攪拌樣品5 min后開啟加熱裝置，加熱攪拌至90～95 ℃，消解60 min。取下燒杯，冷卻至室溫。用0.45 μm濾膜抽濾，將濾液置于250 mL燒杯中，用濃硝酸調節溶液的pH值至7.5±0.5。將此溶液轉移至100 mL容量瓶中，用二級水稀釋定容，搖勻，待測[1]。在實際運用過程中，筆者發現該過程存在幾點問題，文章通過分析此過程存在的問題并提出具體解決辦法加以改良，以實現提高土壤和沉積物六價鉻樣品堿溶液提取過程的易操作性和大批量處理樣品的可行性。

1 過程探究

HJ 1082—2019中堿溶液提取過程存在以下問題：

(1)盛有樣品的燒杯在磁力攪拌加熱裝置上攪拌過程中不易固定，燒杯經常被甩偏甚至甩離攪拌器，易造成提取過程的反復操作，甚至安全問題[2]；

(2)因磁力攪拌加熱裝置帶有溫度感應桿，提取過程會伸入到盛有樣品的燒杯中，同時要在燒杯中放入攪拌子，所以在后續過程中如果未將溫度感應桿或攪拌子沖洗干凈，易造成樣品損失以及樣品之間的交叉污染；

(3)磁力攪拌加熱裝置市面上有售的多為1至6聯，即目前使用磁力攪拌加熱裝置進行堿溶液提取土壤和沉積物的六價鉻，1臺設備最大處理樣品的數量在6個左右，很難達到樣品的大批量處理；

(4)按照此標準，土壤和沉積物樣品經攪拌加熱裝置消解后，冷卻至室溫，需用0.45 μm濾膜抽濾。在實際檢測過程中，土壤樣品特別是沉積物樣品很難通過0.45 μm濾膜，需要很長時間才能完成抽濾過程，同時，1臺抽濾設備1次只能抽濾1個樣品，且抽濾后要進行抽濾器皿的清洗，導致抽濾過程進程緩慢且可能造成樣品之間交叉污染。

2 過程改良

針對標準中堿溶液提取過程存在的問題，我們對其進行改良，具體為：(1)將磁力攪拌加熱裝置替換為恒溫水浴振蕩裝置；(2)將0.45 μm濾膜過濾替換為中速定量濾紙過濾。通過反復試驗，改良后的方法，可實現以下效果：

①1臺恒溫水浴振蕩裝置可以同時處理大約18個樣品，同時過程中不需要在盛有樣品的容器中加入攪拌子等小部件，過程簡單易控，同時避免了樣品損失以及交叉污染的可能；

②多個樣品可以同時并且單獨進行過濾，大幅度提高了過濾速度，同時避免了樣品間的交叉污染。

3 精密度和準確度驗證

土壤和沉積物六價鉻樣品堿溶液提取過程經過上述兩方面的改良后，可使整個提取過程易操作，也實現了樣品的大批量處理，并且避免了樣品損失以及交叉污染的風險[3]。此外，改良后的方法也滿足標準中對于精密度和準確度的要求。

3.1 標準物質精密度和準確度驗證

9 mg/kg、49.8 mg/kg、48.0 mg/kg、48.8 mg/kg以及47.5 mg/kg，所有測量結果均在標準樣品標準值范圍內，同時相對標準偏差為2.00%，相對誤差為-0.003%～0.052%，說明實驗室通過堿液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法測定土壤和沉積物中六價鉻在準確度和精密度上滿足國家標準要求。

3.2 土壤樣品加標回收實驗精密度和準確度驗證

通過加標回收實驗對土壤樣品六價鉻進行測定，來評價該方法的準確度和精密度[4]，具體方法如下：將留樣的土壤樣品T79 mg/kg、49.8 mg/kg、48.0 mg/kg、48.8 mg/kg以及47.5 mg/kg，所有測量結果均在標準樣品標準值范圍內，同時相對標準偏差為2.00%，相對誤差為-0.003%～0.052%，說明實驗室通過堿液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法測定土壤和沉積物中六價鉻在準確度和精密度上滿足國家標準要求。

3.3 土壤樣品加標回收實驗精密度和準確度驗證

通過加標回收實驗對土壤樣品六價鉻進行測定，來評價該方法的準確度和精密度[4]，具體方法如下：將留樣的土壤樣品T7101按照改良后的方法進行制備。因為該樣品中未測出目標物質，因此對該樣品進行加標(加標量40 μg)，具體方法：稱取一定量的土壤樣品，置于250 mL燒杯中，再移取0.8 mL的六價鉻標準儲備溶液(50 mg/L)加入到不同燒杯中，作為實際加標樣品，然后改良后的方法對加標樣品進行制備。按照上述過程，制備加標樣品進行測定，同時制備2份空白樣品。

具體測試結果：0.3340 mg/L、0.3344 mg/L、0.3427 mg/L、0.3348 mg/L、0.3361 mg/L以及0.3340 mg/L，實際加標量為：33.4 μg、33.4 μg、34.3 μg、33.5 μg、33.6 μg以及33.4 μg，得到的加標回收率為83.5%～85.7%，表明實驗室通過堿液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法測定土壤和沉積物中六價鉻，在準確度方面符合要求。同時，對3個不同濃度加標樣品的濃度值進行相對標準偏差的計算，為1.00%，表明實驗室通過堿液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法測定土壤和沉積物中六價鉻，在精密度方面符合國家標準要求。

3.4 沉積物樣品加標回收實驗精密度和準確度驗證

通過加標回收實驗對沉積物樣品六價鉻進行測定，來評價該方法的準確度和精密度，具體方法如下：將留樣的沉積物樣品T1101按照改良后的方法進行制備，因為該樣品中未測出目標物質，因此對該樣品進行加標(加標量35 μg)，方法為稱取一定量的沉積物樣品，置于250 mL燒杯中，再移取0.7 mL的六價鉻標準儲備溶液(50 mg/L)加入到不同燒杯中，作為實際加標樣品，然后對加標樣品進行制備。按照上述過程，制備加標樣品進行測定，同時制備2份空白樣品。

具體測試結果：0.3377 mg/L、0.3188 mg/L、0.3148 mg/L、0.3184 mg/L、0.3219 mg/L以及0.3163 mg/L，實際加標量為：33.8 μg、31.9 μg、31.5 μg、31.8 μg、32.2 μg以及31.6 μg，得到的加標回收率為89.9%～96.5%，表明實驗室通過堿液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法測定土壤和沉積物中六價鉻，在準確度方面符合國家標準要求。同時對兩個不同濃度加標樣品的濃度值進行相對標準偏差的計算，分別為2.61%，表明實驗室通過堿液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法測定土壤和沉積物中六價鉻，在精密度方面符合國家標準要求。

3.5 空白加標樣品精密度和準確度驗證

通過空白加標樣品(加標量0.1 mg/L)的測定，最后再次評價該方法的精密度。具體方法如下：移取0.20 mL濃度為50 mg/L的六價鉻標準儲備液于250 mL燒杯中，然后按照改良后的方法，對空白加標樣品進行制備。依照上述方法，制備6份對空白樣品進行加標處理的溶液。

具體測試值分別為：0.1056 mg/L、0.0983 mg/L、0.1048 mg/L、0.1035 mg/L、0.1013 mg/L以及0.1085 mg/L，相對標準偏差為3.42%，同時加標回收率在98.3%～108.0%之間，表明實驗室通過堿液提取改良后用火焰原子吸收分光光度法測定土壤和沉積物中六價鉻在準確度和精密度方面均符合國家標準要求。

4 結語

綜上所述，土壤和沉積物六價鉻樣品堿溶液提取過程經過將磁力攪拌加熱裝置替換為恒溫水浴振蕩裝置、將0.45 μm濾膜過濾替換為中速定量濾紙過濾兩方面的改良，通過反復試驗，改良后的方法使整個提取過程易操作，實現了樣品的大批量處理，避免了樣品損失及交叉污染的風險，同時改良后的方法也滿足國家標準對于精密度和準確度的要求。筆者希望通過此方法的改良，讓檢測人員能夠快捷、方便地實現土壤和沉積物六價鉻樣品堿溶液的提取，使檢測樣品的分析達到高效、準確、高質量的目的。