土壤無機污染物中以重金屬比較突出，主要是由于重金屬不能為土壤微生物所分解，而易于積累轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物，甚至有的通過食物鏈以有害濃度在人體內(nèi)蓄積，嚴重危害人體健康。

土壤中的重金屬污染物都有哪些呢？主要是指含汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、銅(Cu)，鎳(Ni)、鈷(Co)、錫(Sn)以及類金屬砷(As)等的污染物。

重金屬污染土壤后會引起土壤的組成、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，微生物活動受到抑制，有害物質(zhì)或分解產(chǎn)物在土壤中逐漸積累，引起土壤質(zhì)量下降，導(dǎo)致植物生長發(fā)育障礙。

被重金屬污染后的土壤變成了一塊塊的“毒地”，它通過“土壤→植物→人體”或“土壤→水→人體”間接被人體吸收，危害人體健康。

例如：城市中的機動車尾氣排放，既污染了大氣，也顯著引起公路兩側(cè)土壤的重金屬污染；含有重金屬廢品的垃圾被長期堆放在某處，在雨水淋洗下會向土壤中釋放有毒元素，釋放到土壤中；家庭燃煤、采礦和冶煉等企業(yè)含重金屬污染物的廢氣排放到空氣中；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥和地膜等的長期不合理使用；有些稻米含鎘(Cd)濃度超標會誘發(fā)“骨痛病”；某些大中城市污灌區(qū)的癌癥死亡率比非污灌區(qū)高10-20倍。

值得重視的是重金屬污染不同于其它污染，其在土壤中不易隨水淋溶，不能被微生物分解，甚至可能永遠在環(huán)境里循環(huán)；其還具有明顯的生物富集作用，對人類生活危害極大。

環(huán)境污染監(jiān)測與修復(fù)是一項嚴峻的、高成本的世界范圍內(nèi)的挑戰(zhàn)。

隨著國家對于環(huán)境污染問題越來越重視，對于土壤的環(huán)境質(zhì)量問題更是加強了監(jiān)管以及治理，逐步出臺了《土壤污染防治行動計劃》、《中華人民共和國土壤污染防治法》等文件。

對于土壤的重金屬檢測來說，檢測的過程需要大量的人力和物力，檢測過程十分復(fù)雜，且通過近幾年的實際情況分析得出，土壤被重金屬污染的渠道日漸增多，污染來源多樣化。

不論是污染場所的數(shù)學(xué)建模與風(fēng)險評估，還是有毒有害物質(zhì)的現(xiàn)場監(jiān)測和油漆中鉛的消除，現(xiàn)場采集、快速準確分析成千上萬個樣品是一項必須具備的最基本的能力。但遺憾的是，以往僅僅依靠實驗室檢測，不但耗費了大量的時間，同時也耗費了大量的成本。

由于土壤是一種固體顆粒，很難對其中的物質(zhì)成分等進行檢測，因此在對土壤中的重金屬進行檢測前，需要先對土壤進行預(yù)處理。

當前通常使用的預(yù)處理方法是將土壤放入溶液中進行消解，待土壤消解到一定程度后便于進行后續(xù)的實驗，通常采用微波消解法和電熱板消解法以及高壓罐消解法等方法。

土壤重金屬前處理方法

? 微波消解法

為了確保土壤檢測的安全性和準確性，通常采用微波消解法對土壤樣品進行檢測，并且微波消解法具有較快的處理速度。

在對土壤進行微波消解法預(yù)處理前，首先要對土壤進行沖擊，一般采用 300GHz的電磁來沖擊處理，這種沖擊處理的目的是將土壤中的極性分子通過電磁的沖擊，從而根據(jù)微波的頻率變化產(chǎn)生改變，一定程度上保證了其內(nèi)部分子保持高速運動的狀態(tài)，與此同時，由于微波的沖擊導(dǎo)致土壤內(nèi)的分子發(fā)生碰撞和摩擦，于是使土壤的溫度也隨之升高。

這時，土壤中的一些帶電粒子和離子都會不斷隨之運動，在電磁場中不斷的進行前一，并且發(fā)生相互碰撞。從本質(zhì)上來說，通過讓土壤樣品和酸性混合物進行互相融合，從而進行加熱而達到快速將土壤進行溶解處理，這就是所謂的微波消解法。

微波消解法由于通過加熱其與酸性物質(zhì)混合的特性，通常來說使和處理土壤較為復(fù)雜或者其中含硅物質(zhì)較多的樣本。通常這樣的土壤中含有較難溶解的粒子，簡單的與酸性溶液混合，很難達到溶解的要求，因此需要進行微波沖擊從而將土壤樣本打擊成較小粒子，便于其更好的溶解在溶液中。在進行微波加熱時，為了確保該過程的安全性，可以在操作的過程中在石英矩管中加入硼酸物質(zhì)。

? 電加熱全酸分解法

土壤進行預(yù)處理時，首先可以使用電加熱全酸分解。

首先要對土壤進行取樣，取樣不能簡單的隨機取樣，要進行針對性取樣，且要進行分區(qū)域的取樣；將0.5g的土壤樣本加入到盛有四氟乙烯的坩堝中，再加入一定量的水和濃鹽酸后對其進行加熱蒸發(fā)，將濃鹽酸從10ml蒸發(fā)至5ml，再加入一定量的濃硝酸后再進行加熱直至土壤樣本變?yōu)檎吵頎?；再加?0ml的氫氟酸后對坩堝進行搖動，使其維持在一種低溫的加熱狀態(tài)；最后加入約為5ml的高氯酸后加熱到樣本物質(zhì)冒白煙且產(chǎn)生顏色為淡黃色的粘稠物，這時可停止加熱。停止后需對樣品進行冷卻，讓其保持自然狀態(tài)冷卻，然后對坩堝器皿進行清洗，使用稀硝酸可溶解掉殘渣，對坩堝內(nèi)壁以及蓋子等進行清洗，保證樣品在自然冷卻后，容積仍然保持在50ml。在整個過程中，需對樣品的總量進行留意和控制，要保證土壤樣品在實驗過程中沒有發(fā)生掉落等情況，確保其重量保持不變。當所有操作完成后，樣品溶液的總?cè)萘咳员３衷?0ml。

電加熱分解法主要是用來檢測土壤中的重金屬砷、鉻、汞、鉛、銅等，在處理過程中，通過對不同試劑的加入以及對坩堝的加熱，可使土壤樣品完全的溶解到溶液中，最后再對土壤樣品進行驗證。

在對土壤進行重金屬檢測的過程中，經(jīng)常使用電加熱分解法，且其操作較為簡單，經(jīng)常應(yīng)用于土壤重金屬的預(yù)處理上。在操作過程中，也需注意根據(jù)所需檢測的重金屬類別進行調(diào)整，才能更有針對性的進行檢測。比如在這個過程中對于濃硝酸試劑的加入均可根據(jù)加熱時的狀態(tài)進行調(diào)整，并非加入固定體積的試劑；靈活的對實驗過程進行調(diào)整，才能讓后續(xù)的土壤重金屬檢測更具有針對性，檢測結(jié)果也相對來說更加準確。

? 高壓罐消解法

高壓罐消解法是運用高壓的消解罐對土壤樣品進行溶解。

此過程可取0.5g的土壤樣品，然后將其放入高壓罐中后加入7ml的濃硝酸、10ml的濃鹽酸以及2ml的高氯酸等溶液，之后進行加蓋密封處理；然后將高壓罐放入到恒溫的干燥箱內(nèi)，使干燥箱維持在180℃的高溫且維持約三小時后取出待其自然冷卻，再取出其中的內(nèi)罐，把它放到電熱板上進行趕酸，等到溶液中的酸性物質(zhì)蒸發(fā)完全后，再將溶液轉(zhuǎn)移到50ml的容量瓶中，最后采用濃度為百分之一的稀硝酸對其定容，等待后續(xù)測量，與此同時還需兩組土壤樣品進行空白處理，便于后續(xù)比對。

? 熔融法

常用于土壤、底質(zhì)及固體樣品中Re、Ti、Zr、Hf、Sn、Mo、W等晶格難破壞的成分和F、I不能用酸的元素的測定。

常用的熔劑有碳酸鈉、氫氧化鈉、過氧化鈉、硫酸氫鉀、焦硫酸鉀、硼砂等。常用的坩堝種類有Ni(純化)、Ag、Pt、高鋁、石英和瓷坩堝等。

其優(yōu)點可以有效分解即使是最難熔的相，缺點是在樣品制備期間引進了大量的可溶鹽類。

? EPA消解方法

(1) EPA 3050B(非全消解)

NHO3-H2O2，在95±5℃下消解，用于GFAAS、ICP-MS測定As、Be、Cd、Cr、Co、Pb、Mo、Se、Ti等；NHO3-HC1-H2O2，在95±5℃下消解，用于GFAAS、ICP測定Sb、Be、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、V、Mn、Ni、Ag、TI、Zn等。

(2) EPA 3051(非全消解)

NHO3，微波消解，可用于AAS、ICP、ICP-MS測定As、Sb、Be、Cd、Co、Cu、Mn、Hg、Mo 、Ni、Se、TI、Zn等。

(3) EPA 3051A(非全消解)

NHO3-HCI，微波消解，可用于AAS、ICP、ICP-MS測定As、Sb、Be、Cd、Co、Cu、Pb、Mn、Hg、Mo、Ni、Se、TI、Zn等。

(4) EPA 3052(全量消解)

NHO3-HF，視情況可加HCI、H2O2，微波消解，可用于AAS、ICP、ICP-MS測定AI、As、Sb、Ba、B、Be、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、Mn、Hg、Mo、Ni、Se、Ag、TI、V、Zn等。

需要注意的是不加氫氟酸非全量消解，不能破壞土壤晶格，可能導(dǎo)致Pb、Cr等結(jié)果偏低。

? 王水浸提法

(1) ISO 11466(王水回流消解法)

準確稱取1.000g樣品加入錐形瓶，加入100μL100mg/mL的Au溶液，作為樣品Hg的穩(wěn)定劑，同時作為內(nèi)標。加入10mL NHO3(65%，GR)浸潤樣品，在室溫下?lián)u動反應(yīng)約20min直至大部分有機物反應(yīng)完全。若反應(yīng)較慢，可用95℃水浴加熱。加入21mLHCI，蓋表面皿，將樣品放在電熱板上加熱2h，保持王水處于微沸狀態(tài)(王水蒸汽在瓶壁上回流)，但反應(yīng)又不至于太劇烈而導(dǎo)致樣品溢出。冷卻，轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶，定容。取上清液以ICP-MS測定As、Hg、Cd等元素。

(2) NY/T 1121.10-2006(Hg)和NY/T 1121.11-2006(As)

稱取0.2500g樣品于50ml比色管中，加入新配的王水(1+1)10mL，搖勻，置于沸水浴中，加熱煮沸1h(其間搖動2次)，取下冷卻，加入10g/L重鉻酸鉀溶液0.5mL，蒸餾水稀至刻度，搖勻，放置澄清。

同時做樣品空白，吸取上清液10mL于50mL容量瓶中，加入6mol/L HCI 10mL，50g/L硫脲-抗壞血酸溶液10mL，用水稀釋至刻度，搖勻，放置30min，氫化物發(fā)生-原子熒光法測砷。直接用母液冷原子熒光法測汞。