原子吸收法檢測土壤中重金屬元素解決方案

土壤中重金屬元素的分析方法：原子熒光法、火焰 / 石墨爐原子吸收法、ICP-OES、X 射線熒光法及 ICP-MS 法等等。為推動第三次全國土壤普查，為各位介紹火焰 / 石墨爐原子吸收方法檢測土壤中重金屬元素的疑難問題及解讀。

01 土壤前處理消解樣品為什麼要消解到澄清透明？

由於土壤中的元素在酸消解過程中，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) 測試結果也是比較準確可靠的、Hg 元素使用王水水浴加熱防止元素損失；但是有的元素很難浸出，或包裹在土壤矽晶體中或本身為惰性元素，很難與其他試劑發生化學反應，比如鉭和鈮，需加入裡硫酸還能將其溶出。所以要根據測試元素的特性，選擇消解方式。但是在測試元素種類較多且元素性質相近的情況下，應將樣品消解到澄清透明，以免後續再次消解。

02 有沒有不消解就可以分析土壤樣品的方法？怎麼做的？

對於含量較高的元素 (0.0X% 以上) 的元素可採用 XRF 測定，此方法可測試濃度範圍大、對樣品無破壞性，可快速瞭解未知物的組成和大概含量，但是靈敏度不高，痕量元素的分析依然很難準確。對於痕量元素的測試，可採用原子吸收固體直接進樣技術直接分析土壤粉末，無需樣品前處理，可避免土壤消解過程時間長、試劑使用消耗大，易汙染元素難以控制的問題，更加簡單高效地完成做樣分析。

03 原子吸收測定土壤中的 Cd 需要注意些什麼？灰化及原子化溫度怎麼樣進行設定？

需注意以下幾點：

(1) 前處理宜採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測元素在灰化過程中發生化學反應造成損失，使得測試結果偏低；

(2) 由於土壤基體複雜，為提高灰化溫度，降低基體干擾，應加入基體改進劑。一般採用 0.1% 硝酸鈀或 1% 磷酸二氫銨，或兩者混合基改。加入基體改進劑後，灰化溫度和原子化溫度應適當提高，灰化溫度可由初的 250℃提高至 600-800℃，背景訊號大大降低，原子化溫度也應相應提高至 1700-2100℃。若樣品含量較高，也可透過樣品稀釋降低背景干擾。

(3) 由於 Cd 為低溫元素，且土壤基體非常複雜，可使用平臺石墨管測試。在升溫過程中，由管壁透過熱輻射的方式加熱樣品，升溫更加溫和，更容易達到管內熱平衡，可推遲背景的訊號的出峰時間，使得元素峰的背景干擾更小。

04 當石墨爐分析測出來很高時，可能的原因是什麼？怎麼解決？

(1)、判斷儀器石墨管是否是有上次樣品殘留導致，或是石墨爐腔體不乾淨導致。

解決：清潔石墨爐腔體，空燒石墨管，並透過測試空氣，驗證儀器本底訊號在比較低的水平。

(2)、判斷是否是使用的試劑純度不夠導致導致訊號值高。一般測試土壤中的 Pb 和 Cd 元素時，試劑使用國藥優級純即可，但是要測試低濃度的 Cr 元素時 (ppb 級別)，應注意儘量使用純度更高的試劑。解決方式：換純度更高的試劑進行消解。

(3)、判斷是否是由於過程汙染導致。

解決：對實驗使用的容器、移液管等玻璃器皿，需使用 20% HNO3 浸泡至少 24h，後用超純水清洗乾淨後使用，大程度避免器皿殘留沾汙。或是採用一次性刻度離心管，也避免此類問題。注意，由於玻璃中主要成分含有大量的鈣、鈉、鎂、矽等元素，所以在低濃度樣品配製過程中，應注意避免使用玻璃容量瓶，防止容量瓶浸出，使得增高。

05AAS 當碰到樣品測定加標回收率不佳時怎麼解決？

(1) 確定實驗設計是否合理：確定樣品加標濃度是否合適是否匹配樣品本身濃度，以及是否達到儀器的方法檢出限。一般樣品的加標濃度應該在標準曲線範圍內，並且滿足儀器方法檢出限前提下，和樣品本身的濃度相近測試為準確，例如，土壤樣品某元素濃度為 0.5ppm 時，加標濃度好也在 0.5ppm 左右，加標 0.1ppm 可能達到回收率不佳的結果；

(2) 確認實驗操作有無失誤，比如檢查移液槍是否有沾液現象，或移液槍不準確；

(3) 確認儀器進樣過程正常，石墨爐進樣針無掛液、火焰進樣管無汙堵等情況；

以上問題確認無誤後，判斷是否是儀器方法的問題：由於土壤樣品基體複雜，待測元素易與其他組分發生化學作用，影響測試元素化合物解離及原子化，所以需要對儀器引數進行最佳化：

(4) 火焰法方法最佳化：

a、可最佳化樣品的燃助比、燃燒頭高度，讓樣品中的元素儘可能完全原子化；

b、可適當新增釋放劑和保護劑消除干擾，例如，在空氣乙炔火焰中，磷酸根會對鈣產生干擾，可透過加入氯化鍶、氯化鑭等試劑消除磷酸根對鈣的干擾。最佳化儀器條件和實驗方法後，再進行測試；

c、可採用標準加入法測試，消除由於標準溶液和樣品基體差異造成的資料偏差，若樣品數量多，且種類一致，也可採用標準加入校正法。

(5) 石墨爐方法最佳化：

a、可最佳化樣品的灰化溫度和原子化溫度，結合吸光度值和譜圖共同判斷，基本原則為灰化溫度為在保證待測元素不揮發損失情況下，儘可能提高灰化溫度儘可能去掉樣品共存基體，減少背景吸收，原子化溫度為在產生大訊號時的低溫度確定為原子化溫度，有利於延長石墨管使用壽命。

b 、可適當新增基體改進劑，使得灰化溫度提高去除更多的基體，減少背景干擾。

c、 可採用標準加入法測試，消除由於標準溶液和樣品基體差異造成的資料偏差，若樣品數量多，且種類一致，也可採用標準加入校正法。