摘要：国家标准中镍的前处理方法存在温度不明确、劳动强度大、耗时、耗材、平行性差等缺点，本文针对以上缺点，通过多年的摸索，对前处理方法进行了改进，前处理消解仪器由全自动消解仪代替电热板解热，样品低温消解温度确定在155℃，在此条件下初步分解约1.5h，后中温消解温度确定在205℃，在此条件下消解至粘稠状，消解时间约为2h，消解完的样品在ICP-AES(DV7000)上检测，研究结果表明，标样GSS-5和GSS-7检测结果均满足不确定度的要求，对5个不同的土壤样品进行平行性比对，标准偏差均在10范围内，同时对五个不同的加标土壤样品进行检测，回收率均在95%-105%范围内。本方法准确、高效、使用性强。
关键词：土壤;重金属;全自动消解仪;
1引言
土壤重金属污染问题是当今环境科学研究的重要内容，随着现代工农业的迅速发展，“三废”排放量的日益增加，重金属已成为对生态系统产生影响的重要污染物类型[1]。重金属污染的多源性、隐蔽性和污染后果的严重性,决定了土壤,特别是农田土壤中重金属含量测定(污染状况)的迫切需求。据估计，全球每年释放到环境总的有毒重金属数量高达数百万吨，这给包括土壤在内的环境安全和人类健康造成严重威胁。土壤中微量的镍可以刺激植物生长，过量的镍能阻滞植物生长发育，导致植物生长不良，对植物造成危害，直至死亡。镍可以在植物体内积蓄，当积蓄超出正常含量的植物进入食物链时，就会影响动物乃至人类的健康。镍粉尘通过呼吸道进入人体后可出现肺出血浮肿、脑白质出血、毛细血管壁脂肪变性并发呼吸障碍以及呼吸系统癌症。而裸露矿渣、尾矿不同程度的侵蚀，将进一步污染水体、土壤和空气，破坏生态平衡，形成镍污染严重的生态环境，造成不可挽回的局面[2]。
而在镍含量测定的过程中，消解方法的选择具有重要的意义。合适的消解方法,可以准确测定重金属含量、节省时间、简便实验和提高消解效率，目前普遍采用国标GB/T17139-1997中的电热板加热法,但存在消解温度不明确、劳动强度大、耗时、耗材、平行性差等缺点[3-5].消解温度的高低对分析结果起着非常重要的作用，根据各种酸的沸点及各元素的挥发点，经过多年的经验，本文对国标GB/T17139-1997中的前处理方法进行改进，经检测标样准确度和加标回收均在要求范围内，是一种高效、准确、使用性强的一种方法。
2实验部分
2.1仪器和试剂
仪器：DV7000电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES);ST60全自动消解仪;电子天平(AL204/010.1mg)瑞士梅特勒托利多公司;Milli-pore超纯水机;德阳高纯氩气(纯度大于99.999%)。
试剂：浓盐酸(HCL，优级纯)：ρ=1.19g/ml;浓硝酸(HNO3，优级纯)：ρ=1.42g/ml;氢氟酸(HF，优级纯)：ρ=1.49g/ml;高氯酸(HClO4，优级纯)：ρ=1.68g/ml;Ni标准溶液(500mg/L，标准号：GSB07-1260-2000)由环保部标准样品研究所提供，使用时稀释成适当浓度的标准溶液，实验用水均为去离子水。
试验样品：GSS-5(湖南七宝山矽卡岩铜多金属矿区黄红壤，标准号为：GBW07405)和GSS-7(广东徐闻玄武岩砖红壤，标准号为：GBW07405)由中国地质科学院地球物理地球化学勘察研究所;加标土壤样品(东营土壤，GT20150059~GT20150063。
2.2土壤样品的预处理
将采集的土壤样品(一般不少于500g)混匀后用四分法缩分至约100g，缩分后的土样经风干(自然风干或冷冻干燥)后，除去土样中石子和动植物残体等异物，用木棒或玛瑙棒研压，通过2mm尼龙筛(除去2mm以上的沙烁)，混匀。用玛瑙研钵将通过2mm尼龙筛的土样研磨至全部通过100目(孔径0.149mm)尼龙筛，混匀后备用。
2.3土壤样品的消解
准确称取0.5g(精确至0.0001g)试样于50ml消解罐中，用水润湿后加入10ml浓盐酸，于通风橱内自动消解仪上低温消解，消解温度为155℃，使样品初步分解，消解时间约1.5h，待蒸发至约3ml左右时，取下稍冷，然后加入5ml浓硝酸，5ml氢氟酸，3ml高氯酸，于全自动消解仪上中温消解，消解温度预设定180℃，205℃，220℃，预定消解时间为2h，为了达到良好飞硅效果，加热期间应经常摇动消解罐，消解后期会有浓厚高氯酸白烟产生，驱赶白烟并蒸至内容物为粘稠状。取下稍冷，稍后用水冲洗内壁，并加入1ml浓硝酸溶液温热溶解残渣，用去离子水在消解罐中定容50ml，过滤(其中GSS7标样稀释5倍)，摇匀，备测。
在同一条件下，制备样品空白。
2.4土壤样品的测量
2.4.1标准溶液曲线的制备
移取1.0mlNi标准溶液(500mg/L，标准号：GSB07-1260-2000)于50ml容量瓶中，用5%的硝酸溶液定容至刻度，此溶液为中间标准溶液;分别移取0.5ml，2.5ml，5ml到3只50ml的容量瓶中，用5%硝酸溶液定容，标准溶液曲线浓度分别为0.1mg/L，0.5mg/L，1.0mg/L。
2.4.2样品分析条件见表1
3实验结果与分析
3.1180℃，205℃，220℃条件下消解过程的比较见表2
3.2三种消解温度条件比较
180℃条件下消解效果不理想，样品消解不完全，未到淡黄色粘稠状，220℃条件下耗时最短，但是由于消解温度太高，高氯酸白烟量大，导致测量结果偏低，205℃条件下消解效果理想，标样和加标样品均在范围内，符合试验要求。
3.3镍元素的精密度和回收率
3.3.1 205℃和220℃条件下标准样品GSS-5、GSS-7中镍元素结果表3和表4。
从表3和表4可以看出，土壤标准样品在205℃条件下镍元素的测量值均在真值要求范围内，且RSD<5%，但在220℃条件下镍元素的测量值均不在真值要求范围内，且RSD>5%。
3.3.2 205℃和220℃条件下镍元素加标回收率见表5和表6。
由表5、表6可知，土壤样品在205℃条件下镍元素的回收率在98.4%~103.4%之间，均在95.0%~105.0%之间，回收率较好，在220℃条件下镍元素的回收率在83.3%~90.7%之间，均在95.0%~105.0%之外，回收率效果较差。
4结论
通过以上分析可知，土壤样品在低温155℃消解约1.5h，中温205℃条件下消解约2h，同时全自动消解仪替代加热板消解，具有较好的平行性，准确度高，RSD%<5%，回收率在98.4%~103.4%之间，消解效果理想，解决了国标中温度不明确、劳动强度大、耗时、耗材、平行性差等缺点的问题，适合用于土壤中镍元素的测定。
(供稿单位：山东神华山大能源环境有限公司，作者：蒋秋涵、李小婷、窦露、王海瑜)
