土壤样品的预处理

　　土壤样品的预处理

　　土壤样品到达实验室以后，需要对土壤样品进行预处理，转化成液体进行监测。土壤与污染物种类繁多，不同的污染物在不同土壤中的样品处理方法及测定方法各异。同时要根据不同的监测要求和监测目的，选定样品处理方法。土壤样品的主要预处理方法有酸溶解法、碱熔法、高压密闭分解法、微波炉消解法、干灰化法和溶剂提取法。

　　１．酸溶解法

　　酸溶解法又称为湿式氧化、湿法消解，是以酸或混合酸对土壤样品进行消解。常用的酸有硝酸、硫酸、盐酸以及高氯酸等。

　　２．碱熔法

　　碱熔法是利用碱性熔剂在高温下使试样发生分解反应，将待测组分转变为易溶解的反应产物。

　　（１）碳酸钠熔融法（适合测定氟、钼、钨等元素）

　　称取０．５０００～１．００００ｇ风干土样放入预先用少量碳酸钠或氢氧化钠垫底的高铝坩埚中（以充满坩埚底部为宜，以防止熔融物粘底），分次加入１．５～３．０ｇ碳酸钠，并用圆头玻璃棒小心搅拌，使与土样充分混匀，再放入０．５～１ｇ碳酸钠，使平铺在混合物表面，盖好坩埚盖，移入马弗炉中，于９００～９２０℃熔融０．５ｈ。自然冷却至５００℃左右时，可稍打开炉门（不可开缝过大，否则高铝坩埚骤然冷却会开裂）以加速冷却，冷却至６０～８０℃后用水冲洗坩埚外部，然后放入２５０ｍＬ烧杯中，加入１００ｍＬ水，以加热浸提熔融物。用水及（１＋１）ＨＣｌ将坩埚及坩埚盖洗净，取出，再小心用（１＋１）ＨＣｌ中和、酸化（注意盖好表面皿，以免大量ＣＯ２冒泡引起试样的溅失），待大量盐类溶解后，用中速滤纸过滤，用水及５％ＨＣｌ洗净滤纸及其中的不溶物，定容待测。

　　（２）碳酸锂硼酸、石墨粉坩埚熔样法（适合测定铝、硅、钛、钙、镁、钾、钠等元素）

　　在３０ｍＬ瓷坩埚内充满石墨粉，置于９００℃高温炉中灼烧３０ｍｉｎ，取出冷却，用乳钵棒压一空穴。准确称取经１０５℃ 烘干的土样０．２０００ｇ于定量滤纸上，与１．５ｇＬｉ２ＣＯ３Ｈ_３ＢＯ_３（１∶２）混合试剂均匀搅拌，捏成小团，放入瓷坩埚内石墨粉洞穴中，然后将坩埚放入已升温到９５０℃的马弗炉中，２０ｍｉｎ后取出。趁热将熔块投入盛有１００ｍＬ４％硝酸溶液的２５０ｍＬ烧杯中，立即置于２５０Ｗ功率的超声清洗槽内（或用磁力搅拌），直到熔块完全溶解；冷却后将溶液转移到２００ｍＬ容量瓶中，并用４％硝酸定容。吸取２０ｍＬ上述样品液移入２５ｍＬ容量瓶中，并根据仪器的测量要求决定是否需要添加基体元素或增加浓度，最后用４％硝酸定容，用光谱仪进行多元素同时测定。

　　３．高压密闭分解法

　　称取０．５ｇ风干土样于内套聚四氟乙烯的坩埚中，加入少许水润湿试样，再加入ρ＝１．４２的硝酸、ρ＝１．６７的高氯酸各５ｍＬ，摇匀后将坩埚放入不锈钢套筒中，拧紧，放在１８０℃的烘箱中分解２ｈ。冷却至室温后，取出坩埚，用水冲洗坩埚盖的内壁，加入ρ＝１．１５的氢氟酸３ｍＬ，用电热板加热至１００～１２０℃除硅。待坩埚内剩下约２～３ｍＬ溶液时，调高温度至１５０℃，蒸至冒浓白烟后再缓缓蒸至近干。用稀酸溶液冲洗内壁及坩埚盖，温热溶解残渣，冷却后，定容至１００ｍＬ或５０ｍＬ，依据待测成分的含量而定。

　　４．微波炉消解法

　　微波炉消解法是以被分解的土样及酸的混合液作为发热体，从内部进行加热使试样分解的方法。在进行土样的微波分解时，无论使用开放系统或密闭系统，酸混合液一般使用 ＨＮＯ_３ＨＣｌＨＦＨＣｌＯ_４、ＨＮＯ_３ＨＦＨＣｌＯ_４、ＨＮＯ_３ＨＣｌＨＦＨ_２Ｏ_２、ＨＮＯ_３ＨＦＨ_２Ｏ_２等体系。当不使用ＨＦ时（限于测定常量元素且称样量小于０．１ｇ），可将分解试样的溶液适当稀释后直接测定。若使用的ＨＦ或ＨＣｌＯ４ 对待测微量元素有干扰时，可将试样分解液蒸至近干，酸化后稀释定容。

　　５．干灰化法

　　干灰化法主要用于除去样品中的有机质，分为高温干灰化法和低温干灰化法。高温干灰化法的灰化步骤为：称取一定量的样品置于坩埚内 （通常用铂金坩埚），将坩埚置于马弗炉中，在４００～６００℃的温度下加热数小时以除去样品中的有机质，剩余的残渣用适当的酸溶解即可得到待测溶液。如果待测元素及其化合物在５５０℃以上才挥发，则样品可在马弗炉中用高温干灰化法消化。该法操作简单，可同时处理大量样品，适用于待测物含量较高（１０－６级）的样品。但由于挥发性待测元素（如汞、砷、硒等）在高温灰化过程中易挥发损失，因此简单的干灰化法不适用于含挥发性待测元素样品的前处理，此时需加人氧化剂作为灰化助剂以加速有机质的灰化并防止待测元素的挥发。常用的灰化助剂有Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３、氧化镁和硝酸镁。由于在灰化过程中炉体材料以及灰化助剂会对待测元素带来干扰，炉壁在高温下对待测元素存在吸附作用，因此高温干灰化法不适用于痕量和超痕量金属元素的准确测定。

　　当样品中含有痕量或超痕量的待测元素以及挥发性待测元素时，为避免实验室环境的污染、痕量元素的丢失和吸附，降低测定空白，可应用低温干灰化法，即利用低温灰化装置在温度低于１５０℃、压力小于１３３．３２２Ｐａ的条件下借助射频激发的低压氧气流对样品进行氧化分解，该法不会引起Ｓｂ、Ａｓ、Ｃｓ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｓｅ、Ｎａ和Ｚｎ的损失，但Ａｕ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｐｔ等有明显损失。当样品中含有Ｈｇ、Ａｓ、Ｓｅ以及Ｃｒ等挥发性元素时，灰化装置需带有冷阱以防止这些元素在消解过程中损失。该法的缺点是灰化装置较贵，而且由于激发的氧气流只作用于样品表面，样品灰化需较长时间，特别是当样品中无机物含量较高时样品完全灰化需要很长时间。

　　在干灰化法中，待测物被保留在坩埚内的固体物质上，是导致待测物损失的另一个原因。导致损失的固体物质通常是指坩埚本身（如硅质坩埚和瓷坩埚）和样品的灰分组分。消除该类损失首要的是选择适当的坩埚，干灰化法中常用铂金坩埚，当样品中的待测组分为金、银和铂时，需用瓷坩埚。

　　６．溶剂提取法

　　溶剂提取法是用溶剂将待测组分从土壤样品中提取出来，提取液供分析测定用。分析土壤样品中的微量或痕量有机氯、有机磷农药和其他有机污染物时常用此预处理法。

　　（１）振荡提取法

　　准确称取一定量的新鲜土样加１～２倍量的无水Ｎａ２ＳＯ４ 或 ＭｇＳＯ４·Ｈ２Ｏ搅匀，放置１５～３０ｍｉｎ，固化后研成细末，转入标准口锥形瓶中加入约２倍体积的提取剂，在振荡器上振荡３０ｍｉｎ，静置分层或抽滤、离心分出提取液，样品再分别用１倍体积提取剂提取两次，分出提取液，合并提取液，待用。此法用于土壤中酚、油类等的提取。

　　（２）超声波提取法

　　准确称取一定量的土样（或取３０．０ｇ新鲜土样加３０～６０ｇ无水Ｎａ２ＳＯ４ 混匀）置于４００ｍＬ烧杯中，加入６０～１００ｍＬ提取剂，超声振荡３～５ｍｉｎ，真空过滤或离心分出提取液，固体物再用提取剂提取两次，分出提取液合并，待用。

　　（３）索氏提取法

　　本法适用于从土壤样品中提取苯并芘、有机氯农药、有机磷农药、油类等非挥发及半挥发有机污染物。

准确称取一定量土样（或新鲜土样２０．０ｇ加入等量无水Ｎａ２ＳＯ４）研磨均匀，转入滤纸筒中，再将滤纸筒置于索氏提取器中。在有１～２粒干净沸石的１５０ｍＬ圆底烧瓶中加１００ｍＬ提取剂，连接索氏提取器，加热回流１６～２４ｈ即可。

　　（４）浸泡回流法

　　浸泡回流法用于一些与土壤作用不大且不易挥发的有机物的提取。

　　（５）其他方法

　　近年来，吹扫蒸馏法（用于提取易挥发有机物）、超临界提取法（ＳＦＥ）都发展很快。尤其是ＳＦＥ法，由于其具有快速、高效、安全（不需任何有机溶剂）的特点，因而是具有很好发展前途的提取法。

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