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两种土壤消解方法分析铜、锌含量的比较
作者：张肖淳
来源：《中国科技博览》2016年第30期
[摘 要]用HCl+HNO3+HF+HClO3体系和王水体系分别对标准样品进行消解前处理，分析这两种消解方法的优点和缺点，并分别测定样品中的铜、锌含量，结果发现王水体系比HCl+HNO3+HF+HClO3体系具有较理想的消解效果。 [关键词]土壤；消解；铜；锌
中图分类号：F52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0105-01
土壤由于成分比较复杂，要分析其中的重金属元素必须要进行消解操作，而消解土壤的方法有许多种，本文依照国家标准方法GB/T 17138-1997与农业行业标准NT/T 1613-2008对国家标准样品（130512）进行分析比较，拟为选用湿法消解分析土壤中铜、锌含量提供参考。 一、主要仪器及试剂 主要仪器
电热板（EH35B）、分析天平（FA-2004N）、原子吸收分光光度计（WFX-310）、对应金属的空心阴极灯、聚四氟乙烯坩埚、锥形瓶（150mL） 主要试剂
铜、锌标准溶液（1000μg/mL）、土壤成分分析标准物质（GSS-5）两者都由国家标准物质中心提供。实验室用水均为超纯水。实验用酸均为优级酸。 二、实验方法
2.2.1 HCl+HNO3+HF+HClO3体系[1]
准确称量三份约0.5g试样（精确至0.002g）（GSS-5）于50mL聚四氟乙烯坩埚中，加少量纯水湿润后加入10mL浓盐酸，放在电热板上90℃加热至溶液剩3mL左右。取下稍冷，往溶液加入5mL浓硝酸，5mL氢氟酸，3mL高氯酸；加盖，170℃加热1h。1h后，升高温度至190℃继续除硅，期间要经常摇动坩埚。当加热至冒白烟时，加盖，使黑色有机碳化物分解。开盖蒸至内容物呈透明、可流动的膏状物。（若消解不完全可再加入3mL浓硝酸，3mL氢氟酸和1mL高氯酸，重复上述消解过程）取下稍冷，用水冲洗坩埚盖和内壁，并加入1mL浓硝酸。温热溶解残渣，快速转移至100mL容量瓶中定容。同时消解样品空白。消解过程中要注意加入高氯酸的时间，应该在硝酸加入后消解约10～20min，硝酸黄色烟雾挥发殆尽后再加高
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氯酸以提高消解效果。[2]最后驱赶酸雾的时间要充分，否则会对定容的玻璃器皿有损坏，整个消解过程也不能干烧，否则消解过程会失败。[2] 2.2.2 王水体系[3]
准确称量约1g（精确至0.002g）（GSS-5）于150mL已预处理的锥形瓶中，加少量水润湿后加入几粒小玻璃珠。然后加入10mL浓硝酸，于通风橱的电热板上180℃加热20min（要保证在微沸状态）。20min后，观察硝酸的的残留量，按浓硝酸与浓盐酸的比例约为1：3加入浓盐酸，盖上表面皿继续在电热板上190℃加热2h（要确保王水处在微沸状态）。移去表面皿，继续加热至样品呈湿盐状态，加10mL水溶解，趁热过滤纸50mL容量瓶中定容。[3]同时消解样品空白及三个土壤质控样。消解过程要注意温度的控制，消解温度选择在200℃左右，可与方法一中温加热时同步进行。还需要注意的是当样品准备呈湿盐状态时，要密切注意样品情况，经常摇动锥形瓶，如有必要可稍微降低消解温度，避免因暴沸而导致样品损失。 2.2.3 样品的测定及数据分析
分别对消解液中的铜、锌含量进行测定分析，根据标准曲线计算出样品的含量。所用的测量条件见下表1。 三、结果与讨论
用两种不同的消解方法对土壤成分分析标准物质（GSS-5）消解出来的消解液进行铜、锌含量的分析，分析结果如下：
（① 为HCl+HNO3+HF+HClO3体系，②为王水体系；相对标准偏差=标准偏差/计算结果的算术平均值；回收率=测定平均值/样品平均值；）
从分析结果可以看到上述两个方法得到的含量测定值都能够在标准值的允许误差范围内，说明上述两种方法的结果可靠，符合实验室的质量要求。但从时间上来分析，方法一用时较长，从称量开始到定容结束，用时大概要12～16小时，而方法二用时只要5～8小时；而从步骤的繁琐程度对比，方法一消解温度分几个阶段，为了减少实验误差，每次消解都要等所有样品消解完后再进入下一个消解环节，而过程中为达到良好的除硅效果要经常摇动坩埚；而方法二则只需在样品准备呈湿盐状态时摇动锥形瓶，目的是为了避免因暴沸而导致样品损失，方法二与方法一对比，无疑节省了操作者的时间与精力。再从方法的准确度来分析，方法一的精密度较差，原因可能是电热板各处的温度不一致导致消解液未和样品反应完就直接地蒸发，导致样品消解不完全，所以消解时要经常观察并变换消解位置；而方法二因为消解过程中加盖了表面皿，使酸液几乎一直维持在一个相对稳定的浓度，从而得到较好的消解效果。最后，从实验的安全性考虑，方法二实验过程中未使用氢氟酸和高氯酸，而且加酸的次数比方法一少，消解过程中基本在加盖的情况下完成，从而有效地减少了酸接触和酸挥发对操作人员的影响。因此，在测定土壤中的铜、锌时，王水体系比HCl+HNO3+HF+ HClO3体系更具有实用性。
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参考文献
[1] GB/T 17138-1997，土壤质量 铜、锌的测定 火焰原子吸收分光光度法[S]. [2]严平川，陈琨.湿法消解土壤过程的技术细节探讨[C].2011.
[3] NT/T 1613-2008， NY/T 1613-2008 土壤质量 重金属测定 王水回流消解原子吸收法[S].