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土壤中重金属测定前处理方法研究摘要：土壤中重金属含量的测定是土壤污染的重要监测项目，可以通过土壤中重金属含量的测定直接或间接反映出土壤污染的严重程度。
通过前处理可以提高土壤重金属含量的测定结果，同时降低了测量成本。
本文主要介绍了土壤重金属测定前处理技术，并进行了实例分析。
关键词：土壤；测定；前处理；重金属检测一、土壤中重金属测定前处理技术重金属分析前处理技术是在已知重金属的污染程度的前提下对其进行处理的过程，这一过程通常包括物理处理、化学处理和生物处理。
物理处理是利用物理、化学的作用对其进行破坏以达到净化或去除污染物的目的。
化学处理是指利用化学反应将重金属元素或化合物转化为无害的化合物成分，常用的方法包括化学氧化、电化学、盐酸还原、硫酸还原等。
生物处理一般主要采用生物法、生物化学方法以及生物降解和吸收原理处理。
1、生物氧化生物氧化是指利用微生物或某些特殊菌种通过氧化还原作用，使被测定物质得到有效净化的过程。
生物氧化法包括物理生氧化、化学生氧化和生物膜氧化。
其中，物理生氧化是指利用微生物氧化能力强、氧化速率快、所需时间短的特点对重金属进行处理；化学生氧化是指利用微生物氧化能力强、氧化速率快的特点对化学试剂进行处理；生物膜氧化是指重金属污染物本身不溶于水或溶于有机溶剂，通过生物膜进入分析仪内，将被分析物质进行分析处理。
土壤中大多数重金属元素都以离子状态存在于土壤环境中，如As、Cd等。
为了使这些重金属进入分析仪，需要先对土壤中加入一定数量的氧化剂以消除土壤中重金属的氧化还原性质，但氧化剂的浓度控制也非常重要。
常用氧化剂浓度为10~30mg/L，在一定温度和湿度下氧化还原性强，且氧化剂具有选择性强、氧化时间短、稳定性好、低成本等优点，故在土壤中重金属分析前处理过程中，微生物氧化法也是常用的方法之一。
2、电化学氧化电化学氧化技术主要通过电化学还原重金属元素，从而将重金属离子转化为对环境没有污染的无害化合物。
茶叶中农药残留检测前处理技术研究进展作者：江志晟来源：《中国食品》2021年第13期检测茶叶中农药残留情况主要有两个部分，分别是茶叶样品的前处理和使用相关检测仪器进行检测。
下面笔者分别对前处理方法和检测技术进行简要的阐述。
一、茶叶农药残留检测的前处理方法参考GB/T 23204和GB 23200.13，茶叶样品中农药残留检测的前处理方法主要分为提取、净化、浓缩三个阶段。
其具体操作步骤如下：提取。
称取5g试样于100mL离心管中，加入60mL乙腈，15000r/min均质提取2min，4500r/min离心5min，取上清液于200mL鸡心瓶中，40℃水浴旋转蒸发至约1mL，待固相萃取柱净化。
净化。
在Cleanert TPT固相萃取柱中加入约2cm高无水硫酸钠，先用15mL乙腈-甲苯溶液（3︰1）预洗固相萃取柱，弃去流出液。
下接鸡心瓶，移取上述浓缩提取液至固相萃取柱中，用5mL乙腈-甲苯溶液（3︰1）分三次洗涤样液瓶，洗涤液并入柱中。
用5mL乙腈-甲苯溶液（3︰1）洗涤小柱，重复5次。
浓縮。
将收集的上述流出液在40℃水浴旋转蒸发近干，用2×5mL定容溶剂（常用乙腈、正己烷）进行溶剂交换两次，最后使样液定容至1mL，混匀，过有机滤膜滤至进样小瓶中，供检测仪器测定。
除此以外，根据不同的农残和检测仪器，常用的农残检测前处理方法还有GB23376、NY/T 761、SN/T 1923、SN/ T 0293等。
目前，随着我国科技实力的大幅提升，在茶叶农药残留检测的前处理方法上有了改进，避免了之前前处理方法耗损时间长、操作过程繁琐、试剂用料多等问题。
比如，利用极性分子引起震荡，加速溶剂渗透，从而使农药化合物与杂质分离的MAE微波辅助分离技术；通过升温加压来提高物质溶解度和扩散效率，从而实现自动萃取的ASE加速溶剂萃取技术；使样品处于高于临界温度和压力的环境下，利用相似相溶结合超临界流体的特点将目标物质溶解和分离的SFE超临界流体萃取技术，以及GPC凝胶渗透色谱、SPE固相萃取、SPME固相微萃取、MSPD基质固相分散技术等等。
土壤重金属检测准确快速高效前处理的探索土壤重金属污染是当前环境保护工作中的重要问题之一。
重金属在土壤中的高浓度存在会直接危害农作物的生长，还会通过食物链影响人类的健康。
对土壤中重金属的准确检测成为环境保护工作中的重要一环。
传统的土壤重金属检测方法存在着操作繁琐、耗时长、成本高等问题，为了提高土壤重金属检测的准确性、快速性和高效性，需要进行前处理的探索和研究。
一、土壤重金属检测的传统方法传统的土壤重金属检测方法主要包括化学分析法、仪器分析法和生物分析法。
化学分析法需要通过一系列的分析试剂与土壤样品反应来测定土壤中的重金属含量，这种方法需要耗费大量的试剂和设备，并且操作繁琐，耗时长。
仪器分析法则是利用先进的仪器设备对土壤样品进行分析，但是此类设备价格昂贵，需要专业技术人员进行操作，因此无法满足大规模土壤重金属检测的需求。
生物分析法则是通过生物学方法对土壤中的重金属进行检测，然而这种方法受到环境条件的限制，不能在所有地区都适用。
二、土壤重金属检测前处理的重要性传统的土壤重金属检测方法存在诸多问题，而这些问题的根源在于土壤样品的前处理不够完善。
土壤样品是一种复杂的环境样品，其中包含了大量的有机物和无机物质，这些物质与土壤中的重金属形成了复杂的结合关系，直接影响到重金属的检测结果。
对土壤样品进行有效的前处理是提高土壤重金属检测准确性、快速性和高效性的关键。
1.物理方法物理方法是对土壤样品进行物理性的处理，主要包括土壤的研磨、筛分、干燥等操作。
这些操作可以有效地破坏土壤样品中的结合关系，使得土壤中的重金属得以溶解和释放。
物理方法具有操作简单、成本低等优点，但是存在着处理时间长、效果不稳定等缺点。
2.化学方法化学方法是通过化学试剂对土壤样品进行处理，以去除土壤中的有机物和无机物质，使得重金属得以释放。
常用的化学方法包括酸溶解法、碱溶解法等。
这些方法可以有效地将土壤中的重金属与有机物和无机物质分离开来，提高了重金属的检测准确性和灵敏度。
茶叶中的重金属与农残问题解析茶叶作为我国传统的饮品，一直以来备受人们的喜爱。
然而，近年来，茶叶中的重金属和农残问题引起了广泛关注。
本文将对这两个问题进行解析，以帮助读者更好地了解并正确对待茶叶的安全性。
一、茶叶中的重金属问题重金属是一类具有较高相对密度和毒性的金属元素，如铅、汞、镉、铬等。
它们在环境中广泛存在，也容易进入茶叶中。
主要原因包括茶树吸收土壤中的重金属，以及农药、肥料等的使用。
首先，茶树吸收土壤中的重金属是重要原因之一。
茶叶的生长需要土壤提供养分，但某些土壤中可能含有较高的重金属含量。
然而，这并不意味着每一片茶叶都会含有过量的重金属。
茶叶种类和产地的选择是非常重要的。
一些茶叶产区为了确保其产品的质量和安全，会进行定期的土壤检测和茶叶抽检。
其次，农药、肥料等的使用也与茶叶中的重金属含量有关。
为了保护茶叶免受病虫害的侵害，农药的使用在茶叶生产中是非常常见的。
然而，若农药使用不当或超量使用，可能会导致农残超标，并进一步影响茶叶中的重金属含量。
因此，茶农应严格遵循农药使用的规定，并在使用前仔细阅读说明书，确保正确使用和控制农药。
同时，茶叶生产中，可选择使用有机肥料等替代化学合成肥料，以减少重金属的积累。
对于消费者而言，如何判断茶叶是否含有过量的重金属是值得注意的。
购买来自合规茶叶产区的产品，选择有明确生产标准的茶叶品牌是重要的。
此外，茶叶在泡制过程中也可通过目测、嗅觉等感官来初步判断其质量。
如果茶叶呈现出明显的颜色异常或异味，则有可能存在重金属超标的情况。
二、茶叶中的农残问题农残是指农药在农作物中残留的残余物。
农残问题是茶叶安全性的另一个重要方面。
茶叶因其叶表相对较大，容易吸附农药残留，而茶叶的加工过程通常要经过烘焙等高温处理，这可能导致部分农药残留物在茶叶中残留。
农残问题的解决需要从多个环节入手。
首先，茶叶种植阶段的合理农药使用是关键。
农药使用前，应详细阅读使用说明书，并严格按照剂量和农药使用期限进行操作。
土壤重金属检测准确快速高效前处理的探索随着工业和城市化的快速发展，土壤重金属污染愈加突出，对人类社会和生态环境造成严重影响。
因此，土壤重金属检测已成为环境检测的重要方面之一。
然而，由于土壤重金属分析方法的复杂性和精确性要求，如何进行有效的前处理对于提高土壤重金属检测的准确性和效率至关重要。
本文旨在探讨一些常见的土壤重金属检测前处理方法，以及如何优化这些方法以提高检测准确性和速度。
最常用的土壤重金属检测前处理方法之一是“消解”法，即将土壤样品与消解剂混合，将样品中的有机质和无机成分分解成溶液中的离子，然后使用化学分析方法（如原子吸收光谱法或电感耦合等离子体质谱法）分析所得的样品。
这种方法最大的优点是可提供高准确度和可重复性的结果，但其缺点是需要较长时间的操作，在提取样品过程中会失去一些目标分子，导致假阳性结果。
另一种常见的前处理方法是“固相萃取”法，其中将样品溶解于萃取剂中，该剂将目标分子从样品中萃取出来。
该方法的优点是快速操作和有效性较高，但缺点是高浓度和有盐水的环境中，可能会导致负面影响。
以上两种方法的适用性取决于所需的分析类型以及所需的准确性和效率水平。
同时，在选择合适的前处理方法时，需要考虑土壤样品本身的物理化学特性，因为这些性质可能会影响前处理的效率和准确度。
需要注意的是，前处理方法的优化可以提高检测准确性和效率，包括诸如选择合适的溶剂和最佳操作条件、优化检测仪器的参数以及校准过程等方面。
此外，较新的技术还可以应用于土壤重金属检测的前处理过程中，例如纳米材料和微流体技术等。
总的来说，有效的前处理方法对于实现土壤重金属检测准确、快速、有效非常重要。
尽管有许多选择存在，仍需要了解土壤样品本身的性质，同时结合检测方法的类型和目标分子的化学特性，选择最佳方法组合和优化操作过程的参数。
2017 年第 12 期（下半月）农民致富之友 Nong Min Zhi Fu Zhi You54科研◎农业科学茶叶中重金属检测方法及样品前处理方法分析王彦阳1 何燕娴2茶叶质量是人们关注的问题，为确保其质量安全，必须对重金属残留进行监测。
随着现代工业的迅速发展，重金属残留铅、铜、汞、镉、铬、锌、镍、钴及类金属砷等已成为继农药残留后又一影响茶叶质量安全的重要因素。
1 重金属来源及危害茶园在种植过程中，容易受到来自茶园周边各类企业的增加和工业“三废”的排放，大气重金属沉降和茶园中农药化肥等影响，茶叶在加工过程中与加工机具发生摩擦和碰撞，金属表面材料的磨损，容易沾染茶叶，也容易造成茶叶重金属污染。
长期饮用含过量重金属残留的茶叶很容易造成人体慢性蓄积中毒，导致心血管、中枢神经功能损伤等严重疾病。
因此对茶叶中重金属含量进行检测非常关键，以确保重金属摄入量在允许的范围内。
2 样品前处理技术重金属以化合态形式存在于不同样品中，在含量测试中，首先对实际的样品消化过程进行内容，对有机物的破坏，对重金属离子的破坏，然后再对不同的测试仪器进行再使用。
在茶叶中检测重金属的常用预处理技术是干灰法、湿法消化法、微波消解法和高压消解法。
近年来，已有一些快速而简单的制备技术，如酸提取法、超声提取法、固体悬浮取样法等，已成功应用于茶叶中重金属元素的检测。
样品前处理技术酸浸提法利用盐酸或硝酸，直接浸泡茶叶样品将其中的待测重金属元素浸出。
用酸浸提法处理茶叶样品，以2mol/L 的盐酸为浸提液在70℃时浸泡60min 提取茶叶中的重金属。
使用石墨炉原子吸收光谱法测定铜的回收率大于96%，测定铅的回收率大于93%。
与灰化消解相比酸浸提法操作简单方便、速度快，但酸消耗量大，不是所有被测元素都能够提取完全，回收率相对较低。
超声提取法利用超声波辐射压强，产生的强烈空化效应、机械振动和扰动效应，增大物质分子的运动频率和速度，增加溶剂的穿透力，从而加速目标成分进入溶剂促进提取。
土壤重金属检测准确快速高效前处理的探索1. 引言1.1 研究背景在当今社会，土壤污染已成为一个备受关注的环境问题。
土壤中的重金属污染不仅会危害农作物生长和人类健康，也会对生态系统造成不可逆转的影响。
对土壤中的重金属进行准确快速的检测非常重要。
土壤重金属的检测方法多种多样，包括原子吸收光谱法、感应耦合等离子体质谱法等，但这些方法存在着检测时间长、操作复杂、数据分析繁琐等问题。
为了提高土壤重金属检测的准确性和效率，前处理方法的研究显得尤为重要。
在目前的研究中，人们已经提出了各种各样的土壤重金属检测前处理方法，如酸溶解、微波消解、干燥研磨等。
这些方法在实际应用中仍存在着一些问题，如前处理时间过长、误差较大等。
对于土壤重金属检测前处理方法的改进和探索仍有待进一步的研究。
本文旨在探索一种准确、快速、高效的土壤重金属检测前处理方法，以提高土壤重金属检测的准确性和效率。
通过对现有方法的分析和总结，结合新的技术手段和方法，将尝试提出一种全新的前处理方案，并对其进行应用和评价。
希望本研究能为土壤重金属检测领域的发展做出一定的贡献。
1.2 研究意义土壤重金属检测一直是环境科学领域的热点问题之一。
土壤中的重金属污染不仅对生物多样性和生态系统稳定性构成威胁，还可能对人类健康造成严重影响。
及时准确地检测土壤中的重金属含量对于环境保护和人类健康十分重要。
研究意义在于提高土壤重金属检测的准确性和效率，有利于科学家和环保部门更好地了解土壤污染的情况，指导土壤修复和治理工作。
通过开展前处理方法的探索和研究，能够为土壤重金属检测技术的改进和进步提供重要的理论支持和实践基础。
也可以为相关领域的学术研究和工程实践贡献力量，推动土壤环境保护和可持续发展。
对土壤重金属检测前处理方法的探索具有重要的科学意义和社会意义。
1.3 研究目的研究目的是为了探讨如何实现土壤重金属检测的准确、快速和高效。
随着工业化进程的加快和人类活动的增多，土壤重金属污染已经成为一个严重的环境问题。
土壤重金属分析前处理方法比较土壤重金属分析前处理方法是为了提高分析结果的准确性和可靠性而进行的一系列工作。
不同的前处理方法在提取样品中的重金属元素、去除干扰物质和减少分析误差等方面采用不同的策略和方法。
本文将比较常用的几种土壤重金属分析前处理方法，并分析它们的优缺点。
常用的土壤重金属分析前处理方法包括样品的挤压法、风干研磨法、酸溶解法、微波辅助酸溶解法和选区萃取等。
首先，样品的挤压法是将土壤样品经过挤压处理，将其中的水分和类似物质挤压出来，然后对剩余固体进行分析。
这种方法操作简单，快捷，样品含量大，适用于大批量土壤样品的分析。
但是，由于挤压过程中容易产生环境污染，需要严格的操作控制，同时，挤压得到的样品可能会产生颗粒物析出的问题，需要对其进行进一步处理。
其次，风干研磨法是将土壤样品在室温下风干，然后研磨成细粉后进行分析。
这种方法操作简单，适用于多种样品类型，可以避免酸溶解过程中带来的干扰物质。
但是，需要较长的研磨时间，研磨粉末容易聚集，导致分析误差增加，同时，研磨过程中可能会有金属粉尘散落，引起环境污染。
酸溶解法是将土壤样品加入酸性溶液，通过酸的溶解作用将其中的重金属元素溶解出来，然后进行分析。
这种方法准确度高，能够提供准确的重金属含量信息。
但是，酸溶解过程中，可能会引入其他金属离子和有机物质，导致干扰效应增加，同时，酸溶解过程中可能会产生大量的气体，导致安全问题。
微波辅助酸溶解法是利用微波辐射加热的原理加快酸溶解速度，提高溶解效果，同时减少了溶解过程中的污染和气体产生。
这种方法操作简单，快速，减少了反应时间和试剂用量，但是需要专门的微波反应设备，设备成本较高。
选区萃取是通过添加特定的溶剂将土壤中对分析过程有干扰的物质选择性地萃取出来，从而减少干扰效应。
这种方法减少了处理过程中的干扰物质，提高了分析结果的准确性和可靠性。
但是，选区萃取方法需要对萃取溶剂和操作条件进行优化，同时选择的萃取剂也可能对目标重金属产生干扰效应。
土壤中重金属测定前处理方法的对比研究土壤中重金属的测定对环境保护和农产品安全具有重要意义。
然而，由于土壤中重金属的含量低，样品复杂性较高，测定前处理方法的选择对测定结果的准确性和稳定性具有重要影响。
本文将对几种常用的土壤中重金属测定前处理方法进行对比研究。
一、土壤样品的样品前处理1.样品收集与保存：在采集土壤样品时，避免与金属器皿接触，以免引入外来金属污染。
收集样品后，应尽快进行处理或储存，避免样品中重金属含量的改变。
2.样品干燥与研磨：将采集到的土壤样品进行干燥处理，通常使用高温烘箱或自然晾干的方法。
干燥后的样品需要进行研磨处理，以提高样品的均匀性。
常用的研磨方法包括球磨、手工研磨等。
二、土壤中重金属测定前处理方法的比较1.酸提取法：酸提取法是常用的土壤中重金属测定前处理方法。
该方法将土壤样品与酸溶液进行反应，将土壤中的金属元素溶解出来，然后通过离心、过滤等步骤来去除残余固体颗粒。
该方法操作简单，适用于多种土壤类型，但存在着酸溶液与土壤颗粒接触较少、溶解效果不佳的问题。
2.碱提取法：碱提取法是将土壤样品与碱溶液进行反应，将金属元素通过离子交换的方式溶解出来。
与酸提取法相比，碱提取法可使更多的金属元素溶解出来，有利于提高测定结果的准确性。
此外，碱提取法还可以减少酸溶液对环境的污染。
3.微波消解法：微波消解法通过在高温和高压条件下用酸溶液处理土壤样品来提高金属元素的溶解效果。
该方法操作简便、溶解效果好，适合于含有较多有机质和铁锰氧化物的土壤。
然而，微波消解法的设备较为昂贵，操作要求较高。
4.电化学测定法：电化学测定法是一种在电解槽中通过电流的作用下将土壤中金属元素电离出来的方法。
该方法操作简单、测定时间短，可以同时测定多种金属元素。
然而，电化学测定法对土壤样品的前处理要求较高，并且在测定过程中容易受到杂质的干扰。
三、不同前处理方法的优缺点1.酸提取法适用于样品类型广泛，操作简便。
但溶解效果不佳，容易受到固体颗粒的影响。
茶叶土壤中重金属定量检测前处理方法的优化研究作者：罗艳陈志伦许锡娟舒海霞来源：《农业与技术》2019年第01期摘要：针对目前茶叶土壤重金属检测前处理方法的种种弊端，分别优化前处理的消解器皿、加热方式、混酸类型和比例、消解时间，研究得出使用硝酸和氢氟酸混酸体系，高压密封消解罐170±5℃消解3h的土壤重金属前处理消解方法。
该方法消化效果好、无需采用单元素模式消解、减少分析工作者的工作强度、减少试剂使用量，能满足茶叶土壤重金属检测的要求。
关键词：茶叶土壤;重金属检测;前处理方法;优化引言发展茶产业必须关注卫生要求、重金属污染、农药残留等食品安全问题，因此对及茶叶土壤中重金属含量的检测十分重要[1]，土壤重金属的样品组分复杂、测定难度大，而测定准确与否在一定程度上取决于样品的前处理消化方法。
目前常用的检测标准如GB/T17141-1997 、GB/T17138-1997等方法中前处理环节使用试剂繁多、操作过程复杂、耗费时间较长，影响因素较多不能保证结果准确性。
只有通过合适的前处理消化方法，才能将待测土壤样品中的重金属全部或大部分转移到待测试体中，才能通过分析仪器将样品重金属值真实的体现出来。
常用的土壤样品消解前处理方法有干灰化法、湿法酸消解法、微波消解法、超声波提取法和固相萃取法（SPE）等[2]。
从使用酸的类型分，国外许多文献是土壤样品的王水消解方法[3]，如ISO方法11466和欧洲DIN 38414-S7王水法。
国际上常用的王水回流消解土壤样品的方法已经得到认可，并定为标准方法，具有相应的标准参数物质。
而我国多采用混酸完全消解的方法[4-6]，如国家标准方法GB/T17140和GB/T17139等，消耗酸量大，消解耗时长，消解过程中有损耗，样品易受到污染，导致检测准确性无法得到保证。
较常采用2种方法电热板消解法和微波消解法[7]，电热板消解法较难操作，用酸量大，工作效率低，消化时间长，试样易污染，在高氯酸冒烟赶氟的操作中，时间的不够和过长均将直接导致土壤中金属测定结果的偏高和偏低;特别是氢氟酸和高氯酸，腐蚀性强，对分析人员和环境的危害较大[8]。
而微波消解法则由于操作方便，能大大缩短消解时间，不用高氯酸即可将样品完全分解，受基体干扰小，因而得到了广泛应用。
但是微波消解法[9]也存在其不足之处，是使用微波消解时如果微波炉功率和时间选择不当将导致土壤消解不完全的情况出现，另外，消解液中存在的大量的酸需要转移至电热板上加以赶尽，否则会对样品测定产生严重的干扰。
同时其他消解方法如干化法和湿发消化等受到试剂消耗大，必须按单元素测定消解等弊端限制[10]。
综上所述，目前常用的土壤消解方法都各有弊端，不能完全达到土壤重金属含量检测的准确、简便、快速的要求，因此本文优化研究一种消化效果好，无需采用单元素模式消解，减少试剂使用量的土壤重金属检测前处理消解方法。
1实验部分1.1加热方式优化选择在相同的混酸、样品量、加热时间等条件下，分别使用水浴加热消解、电热板消解和密封消解罐3种加热方式消解土壤标样GBW-07402（GSS-2），参考国家标准和其他常用方法，混酸使用王水（HCl∶HNO3=3∶1）、样品量取0.5g、加热时间为3h。
1.2消解用酸类型的优化选择目前文献中多使用硝酸、氢氟酸、高氯酸联合使用的全消解法进行土壤重金属测定的前处理，消煮方法的操作非常繁琐，而且氢氟酸和高氯酸腐蚀性强，对分析人员和环境的危害较大。
但是由于土壤中存在大量的硅，而铅、铬等重金属元素会包藏在土壤的矿物晶格中，只有氢氟酸才能破坏这类晶格，彻底将重金属从土壤中溶出，考虑到环保性和消解效果，尽量不使用或少用氢氟酸和高氯酸，因此本文针对消解混酸的优化研究，选择盐酸-硝酸、硝酸-氢氟酸、硝酸的优化组合，采用高压高温密封消解罐的加热方式，加入不同类型的混酸组合，测定相同取样量的GSS-2标样的重金属含量。
1.3消解加热温度和时间的优化选择消解加热温度和时间长短是决定消解效果的重要因素。
因此根据以往土壤重金属测定的经验，使用高压密封消解罐时，在适当的取样量情况下，温度大于140℃，时间大于3h，土壤消解即可完全，研究考虑消化罐本身所能承受的最高温度（200℃）的同时，改变消解温度和时间等参数来考察对消解效果的影响，选择得出最适合的消解温度和时间，既保证消解效果也要考虑尽量节约消耗能源。
因此试验分别在140℃、170℃和190℃的消解温度下使用高压密封消解罐、硝酸-氢氟酸体系（4∶1）消解土壤标样GSS-2，加热时间3h，分别测定重金属含量。
在找出适合的加热温度后，又试验分别在1h、2h、3h、4h的加热时间下使用高压密封消解罐、硝酸-氢氟酸体系（4∶1）消解土壤标样GSS-2，分别测定重金属含量。
1.4混酸使用量和样品量的优化选择消解混酸试剂用量视样品量及消解罐大小而定，酸用量越大，空白值越高，酸用量小，样品消化不彻底。
本文采用的是30mL的密封消解罐，因此取样量不大于1.0g，经过反复试验，最终选用4mL硝酸和1mL氢氟酸消解0.1～0.2g的土壤样品为佳，如果消解0.1～0.2g的样品可以加入5mL硝酸直接消解即可，无需加入氢氟酸，降低消解液中酸的浓度，减少对石墨管的损耗，消解混酸使用量可以根据样品量和消解罐的大小适当按比例调整。
1.5仪器检测条件消解的样品待测液分别利用石墨炉原子吸收分光光度计测定重金属Cd、Pb含量，火焰原子吸收分光光度计测定Cr含量，原子荧光光度计测定重金属As、Hg含量。
2结果与分析2.1加热方式优化结果在相同的混酸、样品量、加热时间等条件下，分别使用水浴加热消解、电热板消解和密封消解罐3种加热方式消解土壤标样GSS-2，测定结果见表3。
同时，还使用3个不同加热方式对土壤标样GSS-2的加标回收率进行了检测研究，结果见表4。
密封消解罐（方法3）消解土壤标样GSS-2，重金属的加标回收率范围在94.0%～103.5%;电热板加热（方法2）消解土壤标样GSS-2，重金属的加标回收率范围在88.3%～107.7%;水浴加热（方法1）消解土壤标样GSS-2，重金属的加标回收率范围在 86.7%～106.9%。
结果表明，密封消解罐（方法3）消解土壤标样GSS-2，测定结果均在保证值范围内，准确度与精密度较高，而水浴加热（方法1）消解土壤标样GSS-2，测定结果虽然在标示值范围之内，但平行样精密度较差，电热板加热（方法2）消解土壤标样GSS-2，测定结果的准确度与精密度均低于方法3。
同时在消解过程中还发现水浴加热消解中表面皿易发生被气体冲起的现象，土壤样品中的汞可能存在逸出现象，电热板加热消解则存在不易控制消解温度，易造成损失等弊端，综合以上分析和测定结果，表明使用高压高温密封消解罐的加热方式较容易控制温度和过程，易操作，测定结果的准确度和精密度较好。
2.2消解用酸类型的优化结果使用3个混酸组合消解的土壤标样消解效果评价见表5，测定的结果如表6。
从表5、表6中看出，硝酸-氢氟酸体系（方法2）的消解液最澄清，加入氢氟酸有助于破坏土壤矿物晶格，使被硅酸盐包含在土壤晶格中的重金属流出，消解效果最好，测定值也均在标示值的范围之内。
同时根据石墨炉原子吸收法测定重金属的经验，如果加入氢氟酸后的消解液未进行赶酸，有可能导致检测值偏低，这是由于酸度太大对石墨管的损害非常大，因此消解液中酸的浓度不能太高，在消化液澄清透明后一般需要加水溶解盐类以赶酸，赶酸时要控制温度，以防温度过高，导致液体飞溅，造成元素损失，使实验结果偏低。
因此可以考虑混酸组合中减少氢氟酸的用量，在达到消除土壤晶格的目的同时，简化赶酸步骤，缩短消解时间和提高效率，经过多次试验验证，优化得出土壤消解使用的混酸组合为硝酸-氢氟酸（4∶1），能达到较高的消解效果。
2.3消解加热温度和时间的优化结果在140℃、170℃和190℃的不同消解温度下，土壤标样GSS-2的重金属含量检测如表7。
从表7中可以看出，加热温度大于170℃后重金属元素的含量测定值变化不大，而砷和汞的含量虽然仍在标示值的范围之内，但均随着加热温度的升高而稍微降低。
可见为了保证消解效果，选择消解加热温度宜为170±5℃。
当加热温度为170℃时，又试验分别在1h、2h、3h、4h的加热时间下使用高压密封消解罐、硝酸-氢氟酸体系（4∶1）消解土壤标样GSS-2，重金属测定结果见表8。
结果表明，加热时间大于2h之后，都有较好的消解效果，消解液较澄清，重金属测定含量都很接近标示值，但是考虑砷和汞元素加热时间过长会存在逸出引起含量降低的可能性，综合考虑土壤样品消化的难易程度，试验优化选择消解温度为170±5℃，消化时间为3h。
2.4优化方法与国家标准方法的检测结果比较通过优化加热方式、混酸类型及比例、加热温度、加热时间和取样量等因素，得出土壤中重金属测定前处理消解处理，见表9。
在综合考虑消解效果的同时，还兼顾环保性、对实验人员的伤害程度、操作容易程度等，表10给出了土壤标样GSS-2和标样GBW10016在分别使用优化消解方法和国家标准方法的处理情况下，重金属的测定结果。
从表10中可以看出，通过国家标准方法和优化方法的前处理，土壤和中重金属的测定含量均在标准样品的标示值范围之内，但可以看出国家标准方法的前处理过程较为复杂，耗时达8～10h以上，受到人为因素影响较大，测定结果精密度稍低;而优化的消解前处理方法操作简单，易批量消解，耗时仅4h左右，使用的酸对实验人员伤害较小，节约能耗，测定结果也能满足质量控制要求。
3讨论通过优化选择土壤中重金属测定前处理消解方法的关键因素（加热方式、混酸类型及比例、加热温度、加热时间和取样量），得出一种省时安全、污染小、损失少、空白值低及节约费用的定量测定土壤中重金属前处理方法。
该前处理方法能较好的满足检测要求，但是我国土壤类型繁多，成土母质及成土过程差异很大，本文研究过程中多采用土壤标准样品，与实际样品土壤的基质可能存在差异，在实际测定过程中应适当考虑这个差异，可适当调整前处理条件。
如有些有机质含量较高的土壤样品，可以考虑加入高氯酸消除有机质，同时在实际操作过程中注意消解环境避免环境中的金属影响测定结果。
同时对于一些问题如氢氟酸作用下的土壤矿物晶格中重金属逸出机理、土壤晶格中包含的重金属对农作物中重金属含量的影响等还有待进一步研究。
参考文献[1]刘宗梅.茶叶生产中重金属控制及检测技术研究.中国锰业，2017，35（2）：128-131.[2] 吴彩娇.石墨炉原子吸收测定茶叶及茶园土壤中镉、铅的方法研究[D].安徽农业大学学位论文，2016.[3] 杨艳芳，刘凤枝，蔡彦明. 土壤样品的王水回流消解重金属测定方法的研究[J]. 农业环境与发展，2005（4）： 44-45.[4] 程贤利，苏晨曦，陈文强.陕西汉中茶园土壤中重金属含量的测定分析[J].江苏农业科学，2015，43 （5）：324-327.[5] 张素荣，曹星星.对比不同消解方法测定土壤中重金属[J]. 环境科学与技术，2004，8（27）： 49-51.[6] 孙国明，吴敏.火焰原子吸收光谱法测定底泥中铜铅镍锌镉铬的10种消解方法的比较[J]. 环境监测管理与技术，2003，15（5）： 142-145.[7] 王彦阳，何燕娴.茶叶中重金属检测方法及样品前处理方法分析[J]. 农民致富之友，2017（12）： 54.[8] 汤燕.原子荧光光谱法测定茶叶及茶叶土壤汞、砷的研究[D]. 安徽农业大学硕士论文，2016.[9] 吴龙，张力群，龚立科，王舒婷，金铨，薛鸣.茶叶及代用茶中多种元素检测结果分析[J]. 中国卫生检验杂志，2017，27（7）： 1025-1028.[10]向素雯，刘素纯.茶叶中重金属铅、镉的研究进展[J]. 食品工业科技，2015（15）：386-390.。
