鄭 偉

土壤中重金屬鉛的檢測技術(shù)研究進(jìn)展

鄭 偉

（濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 濟(jì)源 459000）

鉛是土壤重金屬污染最嚴(yán)重的重金屬之一，可通過食物鏈進(jìn)入人體危害人類健康。對土壤中重金屬鉛準(zhǔn)確檢測是有效開展土壤重金屬污染治理的必要手段。研究了檢測土壤中重金屬鉛含量前的樣品前處理技術(shù)，并對分光光度法、原子吸收法、原子熒光法和電感耦合等離子法在土壤中鉛含量的檢測應(yīng)用進(jìn)行了研究總結(jié)。

土壤；鉛；檢測技術(shù)

鉛是對人體危害極大的重金屬，鉛及其化合物進(jìn)入人體后會(huì)對神經(jīng)、造血、消化等多個(gè)系統(tǒng)造成危害。隨著工業(yè)的發(fā)展，土壤中的鉛污染日趨嚴(yán)重。土壤被鉛污染后，不僅直接關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品的安全， 也涉及到民生等重要問題， 成為當(dāng)前我國需要解決的熱點(diǎn)問題[1]。為及時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤鉛污染問題，對土壤中的鉛含量進(jìn)行檢測就成為一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

1 土壤中鉛含量測定前處理方法

土壤成分復(fù)雜，在測定土壤中鉛含量前，需要對土壤進(jìn)行消解前處理。目前測定土壤中鉛含量常用到的前處理方法有濕法消解法、干法消解法、微波消解法、高壓罐消解法和超聲波提取法。

1.1 濕法分解法

濕法消解法多使用電熱板消解土壤樣品，消解體系目前研究較成熟的混合酸體系有硝酸-高氯酸、硝酸-鹽酸-高氯酸-氫氟酸、硝酸-高氯酸-氫氟酸、硝酸-鹽酸-氫氟酸和硝酸-鹽酸等。其中應(yīng)用最廣泛的是利用電熱板分解土壤樣品的四酸全分解體系。

1.2 微波消解法

微波消解法因消解速度快、所需消解試劑量小、樣品消解完全等優(yōu)點(diǎn)在土壤前處理中廣泛應(yīng)用。微波消解土壤樣品用到的混合酸體系有王水、硝 酸-氫氟酸、硝酸-氫氟酸-過氧化氫、硝酸-鹽酸-氫氟酸、硝酸-鹽酸-氫氟酸-過氧化氫等。徐立松[2]等用硝酸-鹽酸-氫氟酸混合酸微波程序加熱消解土壤樣品1.5 h，取得良好效果，操作簡單、快速。

1.3 干式灰化法

干式灰化法儀器設(shè)備便宜、操作簡單、適合大批量處理樣品。劉明龍[3]使用干灰化法先低溫碳化土壤樣品，再用硝酸鎂作為熔劑在550 ℃灰化8 h，取得良好效果。

1.4 高壓密閉消解法

高壓密閉消解法是將土壤樣品置于聚四氟乙烯密閉罐中，加入混酸消解液，在馬弗爐中加熱消解樣品。密閉消解罐內(nèi)的壓力和消解液的沸點(diǎn)隨著加熱的進(jìn)行而升高，樣品分解完全且揮發(fā)損失小。任冬[4]將土壤樣品用有機(jī)酸浸提、離心分離后，將上清液移入高壓密閉消解罐中，加濃硝酸在烘箱中于180 ℃密閉消解3 h，達(dá)到完全消解土壤樣品的目的。

1.5 超聲提取法

超聲提取法常用于土壤中的有效態(tài)鉛的提取，目前研究使用的提取劑有醋酸、DTPA、甲醇、硝酸、王水等。劉珂珂[5]等使用5 mL王水在水浴溫度為80 ℃的超聲波清洗儀中超聲提取0.5000 g土壤樣品中的有效態(tài)鉛45 min，提取效率可達(dá)90.2%，鉛測定值與標(biāo)準(zhǔn)土壤認(rèn)定值基本相符。

1.6 全自動(dòng)消解法

全自動(dòng)消解儀兼具加熱控制功能、試劑自動(dòng)定量加入功能、自動(dòng)定容功能，可通過設(shè)置消解程序?qū)崿F(xiàn)土壤樣品的全自動(dòng)消解。劉曉靜[6]采用硝酸-高氯酸-氫氟酸體系在全自動(dòng)消解儀上對大慶油田含油土壤樣品按設(shè)置好的消解程序反復(fù)消解、趕酸，省時(shí)省力。鄭興寶[7]以硝酸-氫氟酸-高氯酸消解體系在全自動(dòng)石墨消解儀中，能在較短時(shí)間內(nèi)將0.2 g土壤樣品消解完全，前處理自動(dòng)化完成，避免了人工操作引起的操作誤差。

2 土壤中重金屬鉛檢測方法

2.1 分光光度法

分光光度法儀器設(shè)備價(jià)格低廉，操作簡便，同時(shí)靈敏度高，分析速度快，是Pb2+測定常用方法之一。常規(guī)分光光度法是利用Pb2+能使某些顯色劑反應(yīng)生成對特定波長有吸收的有色絡(luò)合物，其吸光度值與Pb2+濃度呈線性而對試樣中Pb2+含量進(jìn)行測定的方法。土壤中鉛含量的常規(guī)光度測定法已報(bào)道的有二甲酚橙分光光度法、雙硫腙顯色分光光度法兩種。魯秀國[8]利用Pb2+在pH=8.5～9.0時(shí)能與雙硫腙形成能溶于三氯甲烷的淺紅色螯合物的原理建立了以雙硫腙為顯色劑、三氯甲烷為萃取劑、檸檬酸銨和鹽酸羥胺為掩蔽劑的紫外分光光度法來測定土壤中鉛含量，在0～1 mg·L-1質(zhì)量濃度范圍內(nèi)線性良好、操作方便。張靜[9]建立了在表面活性劑阿拉伯樹膠（AG）的存在下，二甲酚橙（XO）與Pb2+的顯色體系測定土壤中鉛的測定方法，在鉛質(zhì)量濃度 0～2.3 mg·L-1范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，穩(wěn)定性高，操作簡便。宋學(xué)省[10]根據(jù)無機(jī)離子顯色劑偶氮氯磷I可被氧化劑溴酸鉀氧化褪色，而Pb2+在硫酸和抗壞血酸介質(zhì)中對該褪色反應(yīng)具有催化作用而建立了催化動(dòng)力學(xué)分光光度法測定土壤中痕量鉛的方法，鉛質(zhì)量濃度在0.2～1.2 ng·mL-1范圍內(nèi)與吸光度差線性關(guān)系良好，該法選擇性好，精密度、準(zhǔn)確度均較高。

2.2 原子吸收光譜法（AAS）

原子吸收光譜法是根據(jù)基態(tài)原子對特征波長光的吸收來測定試樣中待測元素含量的測定方法，根據(jù)原子化器的不同又可分為火焰原子吸收光譜法（FAAS）、石墨爐原子吸收光譜法（GFAAS）等。王妃[11]用微波消解-真空趕酸系統(tǒng)對土壤進(jìn)行前處理，使用以高壓短弧氙燈作光源的高分辨率連續(xù)光源火焰原子吸收光譜法測定土壤中鉛，檢出限低、分析速度快，適合大批量樣品檢測。覃莎[12]采用濁點(diǎn)萃取法，用AC和OP富集、分離土壤中的鉛離子，聯(lián)合FAAS法對其進(jìn)行測定，準(zhǔn)確度、精密度均獲得令人滿意結(jié)果。喬娜[13]在使用GFAAS法測定土壤中鉛時(shí)，基體稀釋法和基體匹配法有效減小了基體效應(yīng)影響，基體稀釋法測Pb回收率范圍為90.4%～114%；基體匹配法測Pb的回收率范圍為93.0%～105%，基本滿足土壤樣品中重金屬回收率的質(zhì)控要求，適合大批量準(zhǔn)確檢測土壤樣品中Pb含量。馬建宏[14]在石墨爐消解儀中用4 mL硝酸-鹽 酸-氫氟酸（1+1+2）于120 ℃加熱回流消解土壤樣品1 h，冷卻、定容后取上清液在石墨爐原子吸收儀上按優(yōu)化好的加熱升溫程序測定土壤中鉛含量，測定值相對誤差為2.1%～9.3%，具有較高的測定準(zhǔn)確度。張景輝[15]用30％三乙醇胺作穩(wěn)定劑，和土壤樣品混合制成待測懸浮液，采用懸濁液進(jìn)樣、GFAAS法測定土壤中的鉛含量，避免了樣品消解過程，消除了光譜干擾，測定結(jié)果令人滿意。

2.3 原子熒光光譜法（AFS）

丁冬梅[16]等使用王水在自動(dòng)控溫石墨消解儀中消解土壤樣品，采用原子熒光光譜法測定了土壤中的重金屬，加標(biāo)回收率為92%～110%。鳳海元[17]用王水微波消解土壤樣品，鐵氰化鉀-鹽酸羥胺體系為增感劑以提高了鉛烷的生成率，以鄰菲啰啉-硫氰酸鈉為掩蔽劑，采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定茶園土壤中鉛含量，該方法靈敏度高、精密度好、快速準(zhǔn)確，適合于大批量土壤樣品的分析檢測。劉一蓓[18]則利用Pb2+在HCl介質(zhì)中與Cl-離子生成的配合物PbCl42-在紫外光線的照射下可發(fā)出藍(lán)色熒光，建立了熒光分析法測定土壤中的微量鉛的方法，線性范圍0.03～2.00 μg·mL-1，檢出限9.1×10-3μg·mL-1，該法所用設(shè)備簡單、操作簡易、靈敏度高。

2.4 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）

唐金夢[19]等用硝酸-鹽酸-高氯酸-氫氟酸分解及王水回流消解標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品，用ICP-AES法直接測定土壤中包括鉛在內(nèi)的6種重金屬含量，測定值和標(biāo)準(zhǔn)值吻合。劉英[20]在使用ICP-AES法測定土壤中鉛含量時(shí)，通過多元光譜擬合校正法來校正共存干擾元素鐵、錳的譜線對鉛分析譜線的干擾，使土壤中的鉛含量測定結(jié)果更準(zhǔn)確。

2.5 電感耦合等離子質(zhì)譜法（ICP-MS）

龔立科[21]等比較了硝酸、硝酸-氫氟酸、硝 酸-氟硼酸3種消解體系微波消解稻田土壤樣品的消解效果，發(fā)現(xiàn)硝酸-氫氟酸消解體系對土壤中鉛提取效率最高。用9 mL硝酸和3 mL氫氟酸程序微波消解0.3 g土壤樣品，以In、Re為內(nèi)標(biāo)元素，以電感耦合等離子質(zhì)譜法測定了土壤中的Pb、Cr、Cd等元素含量，鉛的檢出限為0.000 48 mg·kg-1，該法操作簡單、重現(xiàn)性好，適合于水稻土壤中重金屬Pb的測定。張偉娜[22]等使用逆王水在烘箱中于160 ℃密閉高壓消解土壤樣品6 h，用ICP-MS法測定了鉛含量，線性范圍為0～20 μg·L-1，檢出限為 0.05 μg·L-1。

3 結(jié)束語

土壤中的鉛含量檢測是土壤重金屬污染常見檢測項(xiàng)目之一，目前該檢測項(xiàng)目研究主流方向?yàn)楣庾V法。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，土壤樣品的快速前處理技術(shù)和高靈敏度、高選擇性、快速檢測技術(shù)將是今后研究的重點(diǎn)。

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Research Progress of Detection Technology of Heavy Metal Lead in Soil

（Jiyuan Vocational and Technical College, Jiyuan Henan 459000, China）

Lead is one of the most serious heavy metals in soil pollution, which can enter human body through food chain to harm human health. In this paper, the sample pretreatment technology before the determination of heavy metal lead content in soil was studied, and the application of spectrophotometry, atomic absorption spectrometry, atomic fluorescence spectrometry and inductively coupled plasma method in the determination of lead content in soil was summarized.

Soil; Lead; Detection technology

2021-04-09

鄭偉（1982-），女，河南省輝縣人，講師，碩士， 2009年畢業(yè)于鄭州大學(xué)藥物分析學(xué)專業(yè)，研究方向：重金屬檢測。

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1004-0935（2021）10-1598-03