社會的持續(xù)發(fā)展帶來了很多環(huán)境污染問題，土壤環(huán)境污染問題尤其是土壤中的重金屬污染問題日益嚴(yán)重，國家出臺的《土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中，鈷、釩均被列為其他項(xiàng)目，目前測量土壤重金屬的檢測方法有很多，如火焰原子吸收分光光度法、石墨爐原子吸收分光光度法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法，測定土壤鈷、釩常用電感耦合等離子體質(zhì)譜法。樣品前處理是其含量測定的重要環(huán)節(jié)，前處理和儀器條件對于檢測效率和結(jié)果具有非常重要的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

Mars6 微波消解儀（美國CEM 公司），ICP-MS7800（安捷倫），EH45C 微控?cái)?shù)顯電熱板（萊伯泰科）。

28 種金屬元素混標(biāo)（GNM-M280593-2013,國家有色金屬及電子材料分析測試中心），土壤GBW07408（中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所）,GBW07450（中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所）,GBW07456（中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所），硝酸（up 級，蘇州晶瑞化學(xué)股份有限公司），鹽酸（up 級，蘇州晶瑞化學(xué)股份有限公司），氫氟酸（up 級，蘇州晶瑞化學(xué)股份有限公司），試驗(yàn)用水為18.2MΩ 的超純水。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 儀器工作條件優(yōu)化（表1）

表1 儀器工作條件

1.2.2 儀器調(diào)諧

進(jìn)行ICP-MS 儀器調(diào)諧的主要目的是為了得到最佳的靈敏度，即信號最大化和噪音最小化，使儀器穩(wěn)定性最佳，RSD（%）降到最低，將干擾（氧化物，雙電荷和氬化物）的影響減小到最低值。

進(jìn)行儀器調(diào)諧時所用的調(diào)諧液為含有1ng/ml 的7Li、59Co、89Y、140Ce 和205Tl 的稀硝酸基體溶液。該溶液涵蓋了低、中、高各個質(zhì)量范圍的元素，可以保證ICP-MS 進(jìn)行各個質(zhì)量元素分析時具有最佳的檢測性能。

1.2.3 干擾和校正

干擾主要分為物理性/基體性干擾和質(zhì)譜型干擾。物理性干擾主要來自于兩方面，一是基體、溶解的固體和抑制效應(yīng)，二是霧化效應(yīng)、電離效應(yīng)和空間電荷效應(yīng)。質(zhì)譜型干擾主要來自于同量異位素的干擾，雙電荷離子的干擾以及分子離子的干擾。

消除物理性/基體性干擾的方式有兩種，一是基體匹配，盡量讓所用的標(biāo)線，空白和樣品基體接近最好相同；二是使用內(nèi)標(biāo)，本文所研究的土壤鈷和釩，由于其土壤成分比較復(fù)雜，內(nèi)標(biāo)物選擇樣品溶液中不存在的元素才能作為內(nèi)標(biāo)，因此使用土壤中幾乎不存在的銠Rh元素作為內(nèi)標(biāo)。消除質(zhì)譜型干擾的方式主要為兩種，一是干擾方程式，二是八級桿反應(yīng)系統(tǒng)，八級桿反應(yīng)系統(tǒng)不發(fā)生離子種類變化，所以適用于消除惰性的干擾離子，也適用于消除和待測離子具有相同反應(yīng)活性的離子的干擾。

1.2.4 內(nèi)標(biāo)物的選擇

500μg/L-1000μg/L 的Rh 溶液。

1.3 樣品前處理

1.3.1 電熱板消解

用萬分之一天平準(zhǔn)確稱土壤樣品0.1g，放入100ml 錐形瓶中，加入配好的王水溶液6ml，將玻璃漏斗放在錐形瓶上，在電熱板上加熱，讓王水處于微沸，保持2h（使王水蒸汽在玻璃漏斗和錐形瓶壁上回流，且不因?yàn)榉磻?yīng)劇烈導(dǎo)致樣品溢出）。消解結(jié)束后靜置冷卻至室溫，用慢速定量濾紙過濾消解液，收集于50ml 容量瓶中。等到消解液過濾完畢后，用少量硝酸溶液，清洗玻璃漏斗、錐形瓶3 次，洗液也過濾收集于容量瓶中，超純水定容至刻度。

1.3.2 微波消解

用萬分之一天平準(zhǔn)確稱土壤樣品0.1g，放在聚四氟乙烯密閉消解罐中，加入配好的王水溶液6ml。在專用的消解罐架上按要求放置好消解罐，放入微波消解儀中，按照表2 所提供的設(shè)置好微波消解程序，消解結(jié)束后冷卻至室溫。打開微波消解罐，用慢速定量濾紙將提取液過濾收集于50ml 容量瓶中。等到消解液過濾完畢后，用少量硝酸溶液清洗聚四氟乙烯消解罐的蓋子內(nèi)壁、罐體內(nèi)壁3 次，洗液也過濾收集于容量瓶中，超純水定容至刻度。

表2 微波消解參考程序

1.3.3 快速消解

用萬分之一天平準(zhǔn)確稱土壤樣品0.1g，放入50mL 一次性聚丙烯離心管中，加幾滴超純水潤濕，加入4ml 配置好的王水和1ml 氫氟酸，輕微搖勻，用蓋子蓋上離心管，不要旋緊，以免產(chǎn)生危險，將離心管置于石墨消解儀，升溫至120℃，并且保持120℃加熱回流，加熱完成后取出離心管，冷卻至室溫，定容，搖勻。消解后試液中會出現(xiàn)一定殘?jiān)?，可以靜置1h 以上沉淀，如時間較急也可使用離心沉淀，之后過濾收集在50ml 容量瓶中，定容至刻度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

1.4.1 測定結(jié)果分析

對三種不同消解方法的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行7 次重復(fù)測定，測定值見表3。

表3 三種不同消解方法的標(biāo)準(zhǔn)樣品多次重復(fù)測定結(jié)果

從表3 可以看出，三種消解方法測定土壤效果均不錯，所有測定值均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，準(zhǔn)確度均能滿足日常樣品測試要求，7次測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均不高于10%，具有良好的精密度，同時三種方法中，微波消解法精密度最高，快速消解法其次，電熱板消解法最低。三種消解方法測試試劑空白與石英砂空白均未檢出，符合要求。

對三種不同消解方法的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行加標(biāo)，計(jì)算加標(biāo)回收率，加標(biāo)回收結(jié)果見表4。

表4 三種不同消解方法的標(biāo)準(zhǔn)樣品加標(biāo)回收結(jié)果

從表4 可以看出三種消解方法的加標(biāo)回收率均在70%～125%，微波消解與快速消解相差不多，加標(biāo)回收率較好，電熱板消解加標(biāo)回收效果不如另外兩種消解方法。

1.4.2 操作過程分析

三種消解方法的操作性分析，電熱板消解法消解過程需要操作人員全程操作，微波消解操作簡單且時間較短，且消解過程不使用氫氟酸，危害小?？焖傧獠僮鞣奖?，能夠一次性大量做樣品。

2 結(jié)論

在測定土壤中鈷、釩兩種元素時三種消解方法，電熱板消解法所用儀器價格低廉，消解過程較為復(fù)雜，消解過程需要多次搖動且需要一直操作，對操作人員身體有一定危害。微波消解在消解罐內(nèi)加熱，樣品能夠與試劑充分接觸，且消解系統(tǒng)密閉，可以減少待測元素的損失，保證結(jié)果準(zhǔn)確。微波消解使用程序升溫，消解時間短，每次消解樣品最大個數(shù)視微波消解儀情況而定，一般十幾個或幾十個。快速消解法的準(zhǔn)確度介于兩者之間，使用一次性聚丙烯離心管，能夠有效地防止交叉污染，消解過程是半密閉，能夠避免外界環(huán)境帶來的污染，消解過程對操作人員危害小，可以大量做樣品，但是需要配備耐HF 霧化器，否則會降低霧化器使用壽命。

因此，應(yīng)當(dāng)從樣品的數(shù)量，所要求的準(zhǔn)確度，所擁有的儀器條件以及分析時間來進(jìn)行綜合考慮再選擇合適的消解方法。