改進(jìn)農(nóng)田土壤中鉛、鉻、鎘的檢測(cè)方法

蒲濤猛

（通遼市生態(tài)環(huán)境局，內(nèi)蒙古通遼 028400）

農(nóng)田土壤受污染程度直接涉及農(nóng)產(chǎn)品的安全，對(duì)人們生活水平起著至關(guān)重要的作用。農(nóng)田土壤很容易受到固體垃圾、廢氣廢水、農(nóng)藥化肥等有害物質(zhì)的污染，因而保護(hù)農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量，遏制農(nóng)田土壤污染至關(guān)重要[1]。

鉛、鉻、鎘在土壤中極難消除，經(jīng)植物吸收，會(huì)對(duì)人類健康造成很大的傷害，并且容易在食物鏈頂端富集[2]。已往樣品采用修正后的歐共體標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量與檢測(cè)局方法處理[3]。本樣品經(jīng)微波處理消解，聯(lián)合等離子體發(fā)射光譜法，檢測(cè)農(nóng)田土壤中鉛、鉻、鎘，同時(shí)加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，保證該實(shí)驗(yàn)方法準(zhǔn)確可靠[4][5]。本方法前處理簡(jiǎn)單便捷，重現(xiàn)性穩(wěn)定，可方便同時(shí)監(jiān)測(cè)大量的樣品，了解所測(cè)農(nóng)田土壤重金屬污染程度，為農(nóng)產(chǎn)品合理的發(fā)展提供有效的依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑與儀器

試劑：鉛、鉻、鎘標(biāo)準(zhǔn)樣品，溶度均為1 000 μg/mL；濃硝酸，濃鹽酸，氫氟酸均為優(yōu)級(jí)純，國(guó)藥；超純水，農(nóng)田土壤樣品。

儀器：等離子體發(fā)射光譜儀（賽默飛 iCAP 7600型），微波消解儀（培安，MARS6）。

土壤樣品來(lái)源：選擇5 000m范圍內(nèi)沒(méi)有工業(yè)污染，1 000m范圍內(nèi)無(wú)主要交通道路的農(nóng)田，作為采集土壤樣品的地點(diǎn)。并隨機(jī)選擇多個(gè)行政村，每個(gè)行政村設(shè)置4個(gè)采樣點(diǎn)。采用《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》的方法，用梅花型布局，在20cm深度內(nèi)采樣。采集后的樣品收集在密封袋中，在實(shí)驗(yàn)室中挑揀出雜物，然后風(fēng)干、磨細(xì)、過(guò)100目篩后，密封保存。

1.2 光譜儀器工作參數(shù)

1.2.1 分析譜線

預(yù)先準(zhǔn)備標(biāo)定鉛、鉻、鎘曲線的溶液，由儀器自動(dòng)進(jìn)樣，掃描后，選出合適的波長(zhǎng)、峰值數(shù)值高、波形線外觀平滑、形態(tài)穩(wěn)定作為最適合的譜線，分別為：405.78nm，357.87nm，228.80nm。

1.2.2 儀器功率

當(dāng)加強(qiáng)等離子體功率時(shí)，輸出信號(hào)波形峰值也變大，當(dāng)功率介于80W時(shí)，輸出信號(hào)波形峰值變化幅度不大，根據(jù)實(shí)際情況，選擇功率為80W。

1.2.3 載氣流量

當(dāng)載氣流量加大時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度呈先增后減狀態(tài)，綜合考慮，選擇鉛、鉻、鎘的載氣流量分別為0.7、0.7、0.6L/min。

1.2.4 工作氣流量

工作氣流量對(duì)輸出信號(hào)波形峰值的影響，峰值先升高而后降低狀態(tài)。氣流進(jìn)入較慢時(shí)，儀器輸出信號(hào)波形不穩(wěn)定；氣流進(jìn)入較快時(shí)，原子由等離子體電離不充分，輸出信號(hào)波形峰值小。經(jīng)實(shí)際考察，采用0.5、0.5、0.5L/min為鉛、鉻、鎘的氣流進(jìn)入量。

經(jīng)過(guò)綜合考慮各項(xiàng)因子參數(shù)對(duì)儀器輸出信號(hào)的影響，得出相對(duì)較好的儀器實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如表1所示。

表1 工作參數(shù)

1.3 消解儀工作參數(shù)

經(jīng)過(guò)多次組合各個(gè)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，最終找到消解儀最合適工作參數(shù)，見(jiàn)表2。

表2 微波消解工作參數(shù)

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 樣品前處理

用分析天平量取干燥后過(guò)100目的農(nóng)田土壤樣品0.2000g，加入1.0mL HNO3，3.0mL HCl，1.0mL HF，放入消解罐中，按考查好的工作參數(shù)消解。待消解儀顯示壓力為常壓后，將消解液轉(zhuǎn)移至通風(fēng)櫥中除酸，至殘余消解液約1mL時(shí)，靜置待溫度降至室溫后，用超純水定容在50mL容量瓶中備用。

1.4.2 樣品檢測(cè)

把處理好的備用樣品，在選定合適的儀器參數(shù)下檢測(cè)，用各元素測(cè)出的曲線計(jì)算吸光度值，對(duì)應(yīng)元素的濃度，得出檢測(cè)樣品濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 干擾的考察

2.1.1 酸效應(yīng)

雖然較強(qiáng)濃度的酸會(huì)影響檢測(cè)信號(hào)，但經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的除酸操作后，殘存的酸在定容后，濃度相對(duì)較低，對(duì)檢測(cè)信號(hào)影響微小。

2.1.2 共存離子

其他離子對(duì)檢測(cè)信號(hào)的干擾，實(shí)驗(yàn)顯示鈉、鎂、鈣離子影響檢測(cè)信號(hào)的峰值，本實(shí)驗(yàn)去除影響的方法為標(biāo)準(zhǔn)加入法。

2.2 線性范圍、檢出限

按合適的儀器參數(shù)檢測(cè)，得出曲線參數(shù)，如表3所示，曲線參數(shù)的相關(guān)系數(shù)達(dá)到要求。

表3 線性范圍及檢出限

2.3 精密度

重復(fù)檢測(cè)試液7次，測(cè)得鉛、鉻、鎘的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.55%、2.21%、1.52%。

2.4 樣品的檢測(cè)和加標(biāo)回收率

檢測(cè)樣品中鉛、鉻、鎘的濃度，及加標(biāo)回收率如表4所示。

表4 測(cè)定結(jié)果（x±s，n=7）

對(duì)鉛、鉻、鎘的檢測(cè)濃度進(jìn)行t檢驗(yàn)法檢驗(yàn)，結(jié)果為（置信度P=95%，t0.953=3.182）。表明所測(cè)農(nóng)田土壤中鉛、鉻、鎘的濃度（t計(jì)

3 結(jié)論

1）土壤組成比較復(fù)雜，是多種無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的混合體，前處理較為煩瑣。此方法檢測(cè)農(nóng)田土壤中的重金屬元素，前處理土壤消解的比較完全，不留殘?jiān)脮r(shí)間較短，試劑消耗少。樣品前處理階段減少了實(shí)驗(yàn)員的操作強(qiáng)度，提升實(shí)驗(yàn)檢測(cè)速度，消解過(guò)程比較安全。重現(xiàn)性穩(wěn)定，可方便同時(shí)監(jiān)測(cè)大量的樣品，同時(shí)準(zhǔn)確度較高，精密度和加標(biāo)回收率較好，為改進(jìn)農(nóng)田土壤中重金屬檢測(cè)方法提供了參考。

2）根據(jù)對(duì)農(nóng)田土壤的目前檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，所測(cè)地區(qū)農(nóng)田土壤受重金屬污染非常低，不超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值，為農(nóng)產(chǎn)品合理的發(fā)展提供有效的依據(jù)。但有關(guān)部門也要重視農(nóng)田土壤的環(huán)境質(zhì)量保護(hù)，避免土壤環(huán)境因?yàn)槭褂棉r(nóng)藥化肥及家畜家禽養(yǎng)殖而受到污染，導(dǎo)致重金屬累積超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。