德国耶拿助力第三次全国土壤普查|土壤分析干货之原子吸收应用篇

德国耶拿助力

第三次全国土壤普查

土壤分析干货之

原子吸收应用篇

2022年2月16日，国务院印发《关于开展第三次全国土壤普查的通知》，决定自2022年起开展第三次全国土壤普查，利用四年时间全面查清我国土壤质量家底。而近年来，随着我国经济的高速发展和工业化进程的不断推进，土壤污染问题日益严重，土壤重金属污染便是其中之一。

土壤中重金属元素的分析手段有很多，原子荧光法、火焰/石墨炉原子吸收法、ICP-OES、X射线荧光法及ICP-MS法等等，为助力第三次全国土壤普查，德国耶拿今日整理分享这篇干货，主要为大家解答在火焰/石墨炉原子吸收方法测土壤中的重金属时一些常见的困扰。

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土壤前处理消解样品为什么要消解到澄清透明？

由于土壤中的元素在酸消解过程中，浸出能力不同，有的元素容易浸出，比如Cd，使用半消解（不完全消解）测试结果也是比较准确可靠的、Hg元素使用王水水浴加热防止元素损失；但是有的元素很难浸出，或包裹在土壤硅晶体中或本身为惰性元素，很难与其他试剂发生化学反应，比如钽和铌，需加入里硫酸还能将其溶出。所以要根据测试元素的特性，选择消解方式。但是在测试元素种类较多且元素性质相近的情况下，应将样品消解到澄清透明，以免后续再次消解。

02

有没有不消解就可以分析土壤样品的方法？怎么做的？

对于含量较高的元素（0.0X%以上）的元素可采用XRF测定，此方法可测试浓度范围大、对样品无破坏性，可快速了解未知物的组成和大概含量，但是灵敏度不高，痕量元素的分析依然很难准确。对于痕量元素的测试，可采用原子吸收固体直接进样技术直接分析土壤粉末，无需样品前处理，可避免土壤消解过程时间长、试剂使用消耗大，易污染元素空白难以控制的问题，更加简单高效地完成做样分析。

03

原子吸收测定土壤中的Cd需要注意些什么？灰化及原子化温度怎么样进行设置？

需注意以下几点：

（1）前处理宜采用半消解法或微波消解法，避免加入高氯酸，高氯酸的加入易和待测元素在灰化过程中发生化学反应造成损失，使得测试结果偏低；

（2）由于土壤基体复杂，为提高灰化温度，降低基体干扰，应加入基体改进剂。一般采用0.1%硝酸钯或1%磷酸二氢铵，或两者混合基改。加入基体改进剂后，灰化温度和原子化温度应适当提高，灰化温度可由最初的250℃提高至600-800℃，背景信号大大降低，原子化温度也应相应提高至1700-2100℃。若样品含量较高，也可通过样品稀释降低背景干扰。

（3）由于Cd为低温元素，且土壤基体非常复杂，可使用平台石墨管测试。在升温过程中，由管壁通过热辐射的方式加热样品，升温更加温和，更容易达到管内热平衡，可推迟背景的信号的出峰时间，使得元素峰的背景干扰更小。

04

当石墨炉分析空白测出来很高时，可能的原因是什么？怎么解决？

（1）、判断仪器石墨管是否是有上次样品残留导致，或是石墨炉腔体不干净导致。

解决：清洁石墨炉腔体，空烧石墨管，并通过测试空气，验证仪器本底信号在比较低的水平。

（2）、判断是否是使用的试剂纯度不够导致导致空白信号值高。一般测试土壤中的Pb和Cd元素时，试剂使用国药优级纯即可，但是要测试低浓度的Cr元素时（ppb级别），应注意尽量使用纯度更高的试剂。解决方式：换纯度更高的试剂进行消解。

（3）、判断是否是由于过程污染导致。

解决：对实验使用的容器、移液管等玻璃器皿，需使用20%HNO3浸泡至少24h，后用超纯水清洗干净后使用，最大程度避免器皿残留沾污。或是采用一次性刻度离心管，也避免此类问题。注意，由于玻璃中主要成分含有大量的钙、钠、镁、硅等元素，所以在低浓度样品配制过程中，应注意避免使用玻璃容量瓶，防止容量瓶浸出，使得空白增高。

05

AAS当碰到样品测定加标回收率不佳时怎么解决？

（1）确定实验设计是否合理：确定样品加标浓度是否合适是否匹配样品本身浓度，以及是否达到仪器的方法检出限。一般样品的加标浓度应该在标准曲线范围内，并且满足仪器方法检出限前提下，和样品本身的浓度相近测试最为准确，例如，土壤样品某元素浓度为0.5ppm时，加标浓度最好也在0.5ppm左右，加标0.1ppm可能达到回收率不佳的结果；

（2）确认实验操作有无失误，比如检查移液枪是否有沾液现象，或移液枪不准确；

（3）确认仪器进样过程正常，石墨炉进样针无挂液、火焰进样管无污堵等情况；

以上问题确认无误后，判断是否是仪器方法的问题：由于土壤样品基体复杂，待测元素易与其他组分发生化学作用，影响测试元素化合物解离及原子化，所以需要对仪器参数进行优化：

（4）火焰法方法优化：

a、可优化样品的燃助比、燃烧头高度，让样品中的元素尽可能完全原子化；

b、可适当添加释放剂和保护剂消除干扰，例如，在空气乙炔火焰中，磷酸根会对钙产生干扰，可通过加入氯化锶、氯化镧等试剂消除磷酸根对钙的干扰。优化仪器条件和实验方法后，再进行测试；

c、可采用标准加入法测试，消除由于标准溶液和样品基体差异造成的数据偏差，若样品数量多，且种类一致，也可采用标准加入校正法。

（5）石墨炉方法优化： 

a、可优化样品的灰化温度和原子化温度，结合吸光度值和谱图共同判断，基本原则为灰化温度为在保证待测元素不挥发损失情况下，尽可能提高灰化温度尽可能去掉样品共存基体，减少背景吸收，原子化温度为在产生最大信号时的最低温度确定为原子化温度，有利于延长石墨管使用寿命。

b 、可适当添加基体改进剂，使得灰化温度提高去除更多的基体，减少背景干扰。

c、 可采用标准加入法测试，消除由于标准溶液和样品基体差异造成的数据偏差，若样品数量多，且种类一致，也可采用标准加入校正法。

除了以上常见问题之外，火焰/石墨炉原子吸收法测土壤中的重金属还会遇到哪些问题呢？欢迎留言一起探讨哦~

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