土壤中（类）金属及其化合物检测

石墨炉原子吸收法测定土壤样品中的铅、镍、锰和铜 王伟 刘瑶函×（上海光谱仪器有限公司应用实验室） 摘要：本文采用石墨炉原子吸收分光光度法，测定了土壤样品（GBW07402）中的微量元素铅、镍、锰、铜的含量。通过添加基体改进剂PdCl2和MgNO3，降低了干扰。同时采用氘灯扣背景方式，成功扣除了背景吸收。其中镍、锰、铜采用标准曲线法测量，铅采用标准加入法测量。通过采用峰高、峰面积不同的计算方式，各元素测试结果与GBW07402栗钙土提供数据含量相符。

通过DTPA法对土壤样品进行浸提，采用连续光源原子吸收光谱仪，直接对滤液进行多元素同时测定，克服传统原子吸收在分析速度，信息量和使用方便性等方面的弱点，更加方便，快捷，准确地测定土壤有效态Cu,Zn,Fe,Mn的含量

资料提供了采用高分辨率连续光源对土壤，环境水样和植物中的金属及非金属含量进行测定的方法，拓展了仪器在分子测定中的应用，并展现了仪器在多元素测定中的应用优势

强化中的经济和环境压力驱使种植业采用高新技术过程来加速植物生长并提高产量。农民采用的技术之一是定向施肥，该技术可以确保一定量的不同的营养素按实际缺少情况和需要施入土壤，同时产生最少的废弃物。该过程需要对土地进行取样，然后通过全球定位卫星（GlobalPositioning Satellites，以下简称 GPS）对样品坐标进行标记。这些土壤样品被用来进行的营养素信息的分析，并将结果上传至 GPS 系统，引导肥料分布系统将正确的土壤营养素配方输送至准确的位置，从而营造理想的生长条件。商业土地和私人属地实施此类工作的最佳选择是利用高效益和快速周转的分析实验室。他们分析表层土壤样品中的主量、痕量和微量营养元素，依此来确定特定耕地地块所需要的正确的肥料类型和用量，并以此来服务农业社区。鉴于土壤表层取样固有的不确定性，高准确度低含量的分析并非是需要优先考虑的事情，而在短时间内获得土壤成分才显得更为重要。这样需要分析大量的个体样品来研究元素分布的趋势，而非获取其绝对浓度，期望的分析时间为每个样品 20 秒。

The ICP technique is widely accepted in agricultural institutions for the determination of major and minor elements in soils and plants, heavy metal content in soils, receiving industrial waste and environmental monitoring of soils. It can also be used for the quality control of sites exposed to pollution and for research and development projects to improve plant growth. In this study, we will focus on ammonium acetate extracts of soils. Depending on the elements of interest, different extracts are used to simulate the uptake by the plant. Different digestion or extraction procedures will be reviewed.

in several ways, depending on the original rocks and the elements to be determined. In this document, we present two types of sample preparation. The first uses hydrofluoric acid with boric acid for passivation and the second is a fusion procedure. Sample analysis results, including detection limits, are presented for both sample preparation techniques.

EDX 3200S PLUS 配有三组滤光片，根据土壤中关注元素的特性，设置最佳测试条件。用国家土壤标样GSS-1-GSS-15标定仪器，建立环境土壤工作曲线。在环境土壤工作曲线下，使用高纯SiO2 做空白基体，连续测试11次，根据检出限公式： 3倍的空白基体的标准偏差除以仪器的灵敏度最终获得EDX 3200S PLUS测量土壤样品的方法检出限

EPA 6020方法是适用于土壤和废弃物中ppb和sub-ppb浓度金属元素，新一代ICPMS按照方法的要求测试了所有EPA 6020和EPA 6020A方法中的元素，全部复合方法的要求，并且12小时在整个质量范围内的长期稳定性好于方法要求的两倍

土壤等环境样品的消解如用传统的电热板加热消解，则需时较长，步骤繁琐，劳动强度大，重现性较差，而且开放系统加热消解过程产生的有害气体也会对人体造成伤害。用微波密闭消解则可以极大地缩短溶样时间、减少试剂用量、提高分析的灵敏度，并可以把交叉污染、元素损失、空白和检测限降至最低。

安捷伦7700x ICP-MS 集合了可消除多原子干扰单一碰撞池模式（氦运行模式）简单性的特点和独特的高基体引入系统（HMI）优良基体耐受性的特点。第三代八极杆反应系统（ORS3）池技术具有更高的灵敏度、比以往复杂高基体样品中更高效的干扰消除，这使得在常规分析中不需要任何反应池气体。如此有效的ORS3 下氦碰撞模式也就不需要任何干扰校正公式了。这两个因素重新定义了ICP-MS 的易用性，消除了复杂样品多元素分析中最常见的两种误差来源。本工作按照美国环境保护署（EPA）方法6020A 对高基体土壤、水样、海水以及沉积物样品进行了具有挑战性的长达15 小时的连续分析。安捷伦7700x ICP-MS 对于6 个标准参考物质的标准值提供了极好的回收率，在整个连续分析过程中没有出现质量控制超标问题。

"文章介绍了利用快速自动进样器（FAST）测试土壤、水、废水、血液、尿液的PE ICP-OES 和ICP-MS 快速分析方法,结果表明：可以达到每7 秒分析一个样品，每小时分析超过500 个样品，并且本方法还减小了记忆效应，改善了检出限，加标回收率在97%-102% 范围。"

Avio 200 ICP-OES可以在在很广的浓度范围内可靠有效地分析大量土壤样品的多种元素。由于Avio 200ICP-OES 具有多项扩展功能，与火焰原子吸收相比，它能提供更高的多元素样品处理量，同时还能分析火焰原子吸收所不能处理的元素（例如，磷和硫）。 与电热板消解相比，Titan MPS 微波消解系统能够简化样品前处理工序，同时大幅提升实验室的通量和效率。即使是全消解，效率也是敞口容器消解无法比拟的。

本实验采用硝酸+盐酸+氢氟酸辅以微波消解的样品前处理技术，结合ICP-OES测定土壤样品中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn等8种元素。通过加标回收、检出限和精密度实验验证，本实验具有操作简单、准确性好、精密度好、可同时检测多种金属元素的优点。适用于测定《全国土壤污染状况详查》项目中的多种金属元素。

本应用简报介绍了使用 Agilent 5110 ICP-OES 测定 DTPA提取土壤样品中的微量营养元素 Cu、Fe、Mn、Zn、Co、Ni 及重金属 Cd 和 Pb。为比较样品分析时间和氩气消耗量，还使用配备集成式高级阀系统 (AVS 6) 六通切换阀的 5110ICP-OES 生成结果。

本文采用硝酸+盐酸+氢氟酸辅以微波消解的样品前处理技术，结合ICP-OES法测定土壤样品中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、V、Zn等8种元素，方法检出限为0.025~0.76mg/kg，RSD为1.00~5.37%，加标回收率为91.3~105.9%。结果表明，微波消解样品处理具有较好的准确性和重现性、操作简单、快速高效、污染小、检出限低、基体干扰小等优点，可用于土壤样品的批量分析。

土壤污染：据公开发表的资料不完全统计，全国受污染耕地约12*106公顷（占全国土地1/10以上），全国每年因重金属污染的粮食达上万公顷，直接经济损失超过200亿元。2014中国环保十大事件中有两件跟重金属有关：湘江流域重污染区砷超标715倍，桃源铝厂污染致多名居民患癌。

文章介绍了使用全谱直读ICP-OES (Optima 7300DV) 分析土壤环境样品。结果表明：该方法具有多元素同时测定、准确性好、精密度高、分析速度快、方法适应性好等特点，能够满足通常情况下土壤样品分析的要求。

许多从事地下水、工业废水、土壤、污泥和沉积物等环境样品中元素分析的实验 室操作 ICP-OES 以美国国家环境保护局 (US EPA) 6010C 方法作为指导原则。这 些实验室期望提高样品通量并降低分析成本，但由于元素种类众多且在典型样品 中的浓度各不相同，因此使用光谱化学技术难以达到目标。 配备垂直炬管的径向 ICP-OES 或双向观测 (DV) ICP-OES 通常用于测定复杂环境样 品中的常量、微量和痕量元素。然而，Agilent 5100 ICP-OES 独特的同步垂直双 向观测 (SVDV) 构造能确保仪器在最适合特定应用的模式下运行（轴向、径向、垂 直双向观测或同步垂直双向观测），为建立方法和应用要求提供充分的灵活性 [1]。本研究采用在 SVDV 观测模式下运行的 Agilent 5100 ICPOES，依照 6010C 方法对河床污泥有证标准物质中的常量、 微量和痕量元素进行了分析。将 Agilent SVS 2+ 切换阀 系统与 ICP-OES 配套使用，以提高样品通量并减少每个样 品的氩气消耗量。6010C 方法是一套基于性能的指导原则， 用于分析土壤、污泥和沉积物中的 31 种元素。6010C 方法 要求 5100 SVDV ICP-OES 满足校准有效性、线性动态范围 (LDR)、方法检测限 (MDL) 以及光谱干扰检测 (ISC) 的性能 标准。

本文用王水-氢氟酸-高氯酸分解试样。用高分辨率HR-PQ9000，以常规的标准曲线校正法测试了土壤标准物质中的微量成分，结果较准；又以标准样品校正法（单点）测试了其常量和微量成分，结果更准，因为基体更匹配。S、P两种方法都测得较好，其中用213.618nm测P，土壤中的Fe、Cu均不干扰，充分证明了高分辨率的优势。

石墨炉原子吸收法测定土壤样品中的铅、镍、锰和铜 王伟 刘瑶函×（上海光谱仪器有限公司应用实验室） 摘要：本文采用石墨炉原子吸收分光光度法，测定了土壤样品（GBW07402）中的微量元素铅、镍、锰、铜的含量。通过添加基体改进剂PdCl2和MgNO3，降低了干扰。同时采用氘灯扣背景方式，成功扣除了背景吸收。其中镍、锰、铜采用标准曲线法测量，铅采用标准加入法测量。通过采用峰高、峰面积不同的计算方式，各元素测试结果与GBW07402栗钙土提供数据含量相符。

Core Scanner芯体密度X-光扫描成像与元素分析系统结合了X-射线荧光分析(X-ray Fluorescence)、数字X-射线密度成像（digital x-ray micro radiography）和高分辨率数字光学成像技术，实现多种样芯的非接触式测量，用于海洋或湖底的沉积物、土壤、土芯、岩石、洞穴堆积物（如钟乳石），泥炭块、岩芯等的密度、元素、磁化率等分析。可测量的元素有Al、Si、S、Cl、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Hg、Pb等，其中许多可测至痕量水平以下。

本文根据环境保护标准《HJ 832-2017土壤和沉积物 金属元素总量的消解 微波消解法》适用于土壤和沉积物中砷，钡，铍，铋，镉，钴，铬，铜，汞，锰，镍，铅，锑，硒，铊，钒，锌等17种金属元素的消解。

本方案主要介绍了土壤采样的流程、采样的方法、配套使用的仪器。因为土壤种类、质地、采样环境的复杂性，给土壤采样工作带来困难，本方案结合永乐康YKT-CO4土壤采样器、YKT-D505汽油动力土壤采样器，极大的提高了土壤采样的效率。

ICP-AES（电感耦合等离子体发射光谱）具有灵敏、准确、快速、多元素测定和干扰少等优点，使之在元素分析中保持自己的优势，受到越来越多实验室及分析人员的青睐。钙、镁、钾、钠、铝、锰、铁检测原子吸收方法比较常见，但其测定相对比较繁琐。本文研究了土壤中的钙、镁、钾、钠、铝、锰、铁ICP测定方法，供相关人员参考。

With the development of Agilent’s helium (He) mode Octopole Reaction System (ORS) collision cell and the introduction of High Matrix Introduction (HMI) aerosol dilution technology, robust and accurate ICP-MS analysis of complex high matrix environmental samples such as soils and sludges has become routine [1]. However, increased competition and financial pressure in contract environmental laboratories has led to a greater focus on the productivity of the analytical instruments and methods used. At the same time, it is essential that data quality and ease-of-use are not compromised as sample throughput is increased. To address these more demanding productivity requirements, Agilent has developed a new version of the Integrated Sample Introduction System, ISIS 3, which allows Agilent 7900 ICP-MS users to perform high speed discrete sampling analysis while maintaining data quality in full compliance with US Environmental Protection Agency (EPA) requirements for data acquisition.

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农用地土壤质量家底。依据土壤三普的规定制定了符合检测标准的应用方案，为了推动土壤三普的进行上海美析公司做出了一系列的检测应用措施来服务检测机构，美析产品以过硬的技术条件和完善的技术方案满足各领域的检测。

本文采用HJ766-2015，利用 Plasma MS300电感耦合等离子体质谱仪测定土壤中 的重金属元素含量，通过碰撞池来消除多原子离子干扰，实现了对土壤中Be、 Cr、 V、 Mn、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Mo、 Cd、 Sb、 Tl和 Pb等 14种 重金属元素含量的快速准确测定。该方法简单快速，准确度高， 重现性好，适用于土壤中无机污染物的检测 。

安东帕高通量微波消解系统，高温高压、全密闭式消解，确保所有元素无损失，是环境行业样品处理的最佳解决方案！

很多原因致使进行准确的土壤元素分析极其重要。已知铅和镉对健康和环境具有不良影响。磷、铜、铁、镁被视作植物中重要的常量及微量营养元素，因此这些元素在农业科学、作物选择和土壤修复研究中受到关注。土壤中的钛矿物还被用作风化指标。 分析土壤和岩石样品的实验室在样品前处理过程中必须使用氢氟酸 (HF) 以确保矿物元素完全溶解，可能存在硅酸盐基矿物时更应如此。样品在分析之前需经过中和处理，因为标准玻璃样品引入系统不适用于引入 HF 消解液，游离的 HF 会腐蚀玻璃和石英组件并使其降解。但是，HF 中和步骤会降低实验室效率，并引入潜在的污染源。因此，实验室在日常分析使用 HF 消解液制得的样品时优先使用惰性样品引入组件，以便直接分析 HF 消解物而无需采用中和步骤。 安捷伦开发出用于 4200 MP-AES 的惰性炬管，便于在不需提前中和的情况下分析 HF 消解液。该惰性 MP-AES 炬管采用惰性氧化铝中心管，与惰性双通道雾化室和惰性雾化器（例如 OneNeb 雾化器）结合使用时，提供了完全适用于 HF 消解液的完整惰性样品引入系统。这使 Agilent 4200 MP-AES 的应用范围扩展至可对具有挑战性的地球化学样品进行分析。 在本研究中，使用 4200 MP-AES 和惰性样品引入系统（包括惰性 MP-AES 炬管）测定了使用王水和 HF 消解的各种土壤基标准参比物质(SRM) 中的 Cu、Fe、Mn、P、Pb 和 Ti 元素的浓度。

四极杆 ICP-MS (ICP-QMS) 具有灵敏度高、检测限低、动态范围宽且支持快速多元素分析等性能特性，是无机检测实验室中应用最广泛的分析技术之一。 最新研究进展在基质耐受性方面取得了显著进步：安捷伦的高基质进样 (HMI) 技术使用气溶胶稀释减少等离子体的样品基质载入量，确保更高基质浓度的样品（总溶解态固体浓度高达百分级）能够进行常规分析。 干扰控制也有显著改善，利用安捷伦的八极杆碰撞/反应池 (CRC) 在氦 (He) 碰撞模式下使用单一碰撞池条件即可有效去除各种来自基体的多原子干扰。现在使用 ICP-QMS 能够对各种样品基质中规定浓度的所有必需元素进行可靠准确的定量分析。然而，一些应用对某些特定元素需要更高的灵敏度，另一些复杂的样品基质可能会引发质谱干扰，而质谱干扰依然是分析工作的一项挑战。