馬珊 刁振鳳 梁景波

摘要：介紹了生態(tài)環(huán)境部頒布的標(biāo)準(zhǔn)方法《土壤和沉積物12種金屬元素的測(cè)定 王水提取-電感耦合等離子體質(zhì)譜法》（HJ803-2016）制定的目的和意義，并針對(duì)基層監(jiān)測(cè)人員在實(shí)際使用中易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行探討，詳細(xì)介紹了該標(biāo)準(zhǔn)方法與其他土壤監(jiān)測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)使用時(shí)的區(qū)別，進(jìn)一步介紹該標(biāo)準(zhǔn)方法目前使用現(xiàn)狀，并針對(duì)新監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法的宣貫和正確使用方面提出了建議。

關(guān)鍵詞：土壤和沉積物;電感耦合等離子體質(zhì)譜法;王水提取;金屬元素

Abstract：The standard method “determination of 12 metal elements in soil and sediment” issued by the Ministry of ecological environment was introduced the purpose and significance of the establishment of wangshui extraction inductively coupled plasma mass spectrometry （HJ803-2016） and the problems that are easy to appear in the practical use of grass-roots monitoring personnel are discussed.The differences between the standard method and other soil monitoring method standards are introduced in detail.The current use status of the standard method is further introduced，and the publicity and implementation of the new monitoring standard method are also discussed suggestions are put forward for correct use.

Key words：Soil and sediment;Inductively coupled plasma mass spectrometry;Aqua regia extraction;Metal elements

近年來(lái)國(guó)家對(duì)土壤采集及監(jiān)測(cè)過(guò)程的監(jiān)督力度加大，對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提出了更高的要求[1]。為了規(guī)范土壤監(jiān)測(cè)過(guò)程、保證土壤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，國(guó)家不斷出臺(tái)新的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)或修訂原有監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，旨在為環(huán)境監(jiān)測(cè)者提供理論依據(jù)。鑒于環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的法律效應(yīng)，能否正確理解并使用這些監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以得到正確的數(shù)據(jù)至關(guān)重要。筆者在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)許多基層環(huán)境監(jiān)測(cè)人員和相關(guān)人員對(duì)2016年國(guó)家頒布的《土壤和沉積物 12種金屬元素的測(cè)定 王水提取-電感耦合等離子體質(zhì)譜法》（HJ803-2016）[2]認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致使用過(guò)程中出現(xiàn)迷惑甚至錯(cuò)誤。

1 該國(guó)標(biāo)制定的意義

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，重金屬帶來(lái)了日益嚴(yán)重的土壤污染問(wèn)題[3]。為了準(zhǔn)確測(cè)定土壤中金屬元素的含量，國(guó)內(nèi)外制定了大量的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法。相比國(guó)內(nèi)使用最廣泛的硝酸-鹽酸-氫氟酸-高氯酸的四酸全分解方法，國(guó)外土壤測(cè)定前處理方法多使用王水提取或類(lèi)王水提取法[4-5]。這就避免了消解過(guò)程中使用大量酸對(duì)環(huán)境的二次污染，同時(shí)也降低了對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)人員的人身危害。因而該標(biāo)準(zhǔn)方法使用王水提取法是建立與發(fā)展與國(guó)際接軌的新型土壤測(cè)定前處理方法的一次嘗試，對(duì)提高環(huán)境監(jiān)測(cè)能力，不斷提高我國(guó)土壤和沉積物監(jiān)測(cè)的科學(xué)化具有重要意義。

2 實(shí)際使用過(guò)程中易產(chǎn)生的問(wèn)題

2.1 未認(rèn)識(shí)到其與現(xiàn)行其他土壤和沉積物中金屬元素測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方法的差異

《土壤和沉積物 12種金屬元素的測(cè)定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》（HJ803-2016）與現(xiàn)行其他土壤和沉積物中重金屬元素鎘、鉻、銅、鎳、鉛、鋅的測(cè)定方法標(biāo)準(zhǔn)存在差異：監(jiān)測(cè)的對(duì)象為王水提取的土壤中金屬元素的含量，而非四酸法消解的金屬元素的總量。

全分解方法是目前環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域使用最多的土壤前處理方法，其原理為使用鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸四種酸，特別是使用氫氟酸將土壤的晶格結(jié)構(gòu)完全破壞，最終消解為澄清或近澄清的溶液，使土壤中的全部金屬均溶解于溶液中。

王水提取土壤中金屬元素的原理是利用王水的氧化性，氯離子的絡(luò)合性以及氯氣、亞硝酰氯和氯離子的催化作用將土壤中的有機(jī)質(zhì)氧化，并將土壤中的金屬元素轉(zhuǎn)化為易溶的可測(cè)態(tài)。由于王水無(wú)法破壞土壤的晶格結(jié)構(gòu)，其提取出的多為有效態(tài)金屬和由于環(huán)境導(dǎo)致的或土壤本身置于晶格之外的全部或大多數(shù)非有效態(tài)金屬元素，無(wú)法將晶格內(nèi)金屬元素提取。所以其提取出的金屬元素的含量并非土壤中的全部元素。因而王水提取法測(cè)定的土壤中金屬元素的含量與全分解方法測(cè)定的數(shù)值具有一定的差異[6]。研究表明，除鎘元素外，通過(guò)王水提取的其他金屬元素的含量較四酸法消解的元素含量低，與土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品的保證值存在較大的出入，特別是鉻元素，相對(duì)偏差達(dá)到20%-30%，其他元素也存在不同程度的偏差。

在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，該標(biāo)準(zhǔn)（HJ803-2016）頒布之前，監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中使用最多的土壤金屬元素監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)均為測(cè)定元素總量的方法，所以王水回流消解法對(duì)于環(huán)保行業(yè)重金屬元素的監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)接觸甚少，導(dǎo)致部分監(jiān)測(cè)人員未認(rèn)識(shí)到王水提取效率問(wèn)題，導(dǎo)致對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

2.2 該標(biāo)準(zhǔn)使用過(guò)程中存在一定的局限性

上文中對(duì)比了全分解和王水提取兩種方法測(cè)定土壤中部分金屬元素測(cè)定值的差別，王水提取出的土壤中的金屬元素的含量與四酸法消解測(cè)定的金屬元素的含量存在明顯不同，因而使用時(shí)應(yīng)有所區(qū)別。特別是在目前國(guó)家開(kāi)展的諸多土壤調(diào)查及能力驗(yàn)證考核方面，更應(yīng)該根據(jù)調(diào)查目的和監(jiān)測(cè)結(jié)果的要求正確選擇監(jiān)測(cè)方法。

2.2.1 目前與該標(biāo)準(zhǔn)配套的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)較少

目前國(guó)家的土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)涉及的基本項(xiàng)目中重金屬元素鎘、鉻、銅、鎳、鉛、鋅的監(jiān)測(cè)均使用四酸消解測(cè)定土壤中金屬元素的總量，《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB15618-2018）和《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB36600-2018）中，測(cè)定金屬元素時(shí)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)為全分解方法的仍推薦使用全分解方法，僅涉及其他無(wú)全分解方法的元素才使用王水提取方法;且目前國(guó)家在開(kāi)展的土壤環(huán)境質(zhì)量調(diào)查、農(nóng)用地土壤污染狀況調(diào)查、重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查工作中多要求使用全分解的方法。選擇王水提取法測(cè)定土壤中金屬元素的含量，無(wú)法使用現(xiàn)行的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此，該標(biāo)準(zhǔn)方法在目前的評(píng)價(jià)體系中使用較少。

2.2.2 缺少與該標(biāo)準(zhǔn)配套的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

根據(jù)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范的要求，測(cè)定土壤中金屬元素含量的質(zhì)量控制措施可以使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或者加標(biāo)回收率，目前國(guó)家在售的土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)包括ESS和GSS系列，但是其給出的保證值均為各元素的總量，王水提取出的金屬元素的含量暫無(wú)相應(yīng)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)樣品，因而在對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行有效質(zhì)控時(shí)，須使用加標(biāo)回收率的方法。

3 建議

3.1 標(biāo)準(zhǔn)制定部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基層監(jiān)測(cè)人員的宣貫力度

國(guó)家應(yīng)加強(qiáng)宣貫工作，可在向省級(jí)單位宣貫后委托省級(jí)單位對(duì)市縣級(jí)單位進(jìn)行宣貫。詳實(shí)地解釋標(biāo)準(zhǔn)方法制定的目的、意義、與原標(biāo)準(zhǔn)方法的差異及使用的選擇等。加深監(jiān)測(cè)人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)方法的認(rèn)識(shí)和理解，更好地加以應(yīng)用。

3.2 基層監(jiān)測(cè)及相關(guān)人員應(yīng)針對(duì)不同目的正確選擇監(jiān)測(cè)方法

基層監(jiān)測(cè)人員應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí)，對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)方法，認(rèn)真研究其制定目的，使用注意事項(xiàng)及與已有標(biāo)準(zhǔn)方法之間的區(qū)別，認(rèn)真做好方法驗(yàn)證工作，從而全面掌握監(jiān)測(cè)方法。在日常監(jiān)測(cè)工作中針對(duì)不同的目的正確選擇方法標(biāo)準(zhǔn)，以期得到最理想的效果。

3.3 相關(guān)部門(mén)應(yīng)盡快完善相關(guān)的環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系

目前土壤監(jiān)測(cè)中金屬元素的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法多集中于原子吸收分光光度法、原子熒光法，這些方法在測(cè)定金屬元素時(shí)，每次僅能測(cè)定一種元素，工作強(qiáng)度大，給基層監(jiān)測(cè)工作帶來(lái)諸多不便，因而，相關(guān)部門(mén)應(yīng)盡快完善監(jiān)測(cè)方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，為基層工作者的工作提供更多的理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]陸泗進(jìn)，王業(yè)耀，何立環(huán).中國(guó)土壤環(huán)境調(diào)查、評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2014，30（6）：19-26.

[2]國(guó)家環(huán)境保護(hù)局，環(huán)境技術(shù)監(jiān)督局.HJ803-2016，土壤和沉積物十二種金屬元素的測(cè)定王水提取-電感耦合等離子體質(zhì)譜法[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[3]張?zhí)伊?科學(xué)認(rèn)識(shí)和防治耕地土壤重金屬污染[J].土壤，2015，47（3）：435-439.

[4]Vane B. Ondiere， M.O.V.， Austin A. Ochieng Assessment of Heavy Metal Contamination in Lake Elementaita Drainage Basin，Kenya[J]. IJSRSET， 2017，3（5）：283-289.

[5]Alghanmi，S.I.，Al Sulami，A.F.，El-Zayat，T.A.;etc，Acid leaching of heavy metals from contaminated soil collected from Jeddah，Saudi Arabia： kinetic and thermodynamics studies[J].International Soil and Water Conservation Research， 2015，3（3）：196-208.

[6]胡冠九，陳素蘭，王光.中國(guó)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方法現(xiàn)狀、問(wèn)題及建議[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2018，34（2）：10-20.

收稿日期：2020-05-04

作者簡(jiǎn)介：馬珊（1988-），女，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。