土壤检测中重金属元素含量的国家标准测定方法

土壤重金属污染直接关系农产品安全与生态环境健康，准确测定铅、镉、铜、锌、铬、汞、砷等元素含量是土壤环境评价的核心环节。国家标准测定方法作为检测结果准确性、可比性的“标尺”，覆盖样品前处理、仪器分析、质量控制全流程，是基层实验室开展土壤检测的法定依据。本文结合现行国标，详细拆解土壤重金属检测的关键步骤与操作要点，为实际工作提供可落地的技术参考。

土壤重金属检测的样品前处理要求

样品采集是保证结果代表性的基础。根据GB/T 14550-2003《土壤环境质量 土壤监测技术规范》，农用地需用“蛇形”或“梅花点”布点，选取5-10个采样点，每个点采集0-20cm表层土壤约1kg，混合后去除石块、根系等杂质，用四分法缩分至500g，装入聚乙烯袋并标注采样信息（时间、地点、深度）。

干燥处理需采用自然风干法：将样品平铺在搪瓷盘上（厚度≤2cm），置于通风阴凉处，避免阳光直射或高温烘烤，期间定期翻动碾碎结块，约5-7天至恒重。干燥后的样品用玛瑙研钵研磨，过100目尼龙筛（孔径0.15mm），收集筛下物装入磨口瓶，避免金属研钵引入污染。

消解是将固态土壤转化为液态待测液的关键。湿法消解适用于多数重金属：称取0.5g样品，加5mL硝酸、3mL氢氟酸、2mL高氯酸，电热板120℃加热至冒白烟，冷却后用1%硝酸定容至50mL。干法灰化适合铜、锌等挥发性低的元素：2g样品炭化后，马弗炉550℃灰化4-6小时，用5mL硝酸（1:1）溶解灰分。微波消解则更高效：样品加硝酸-氢氟酸混合液，微波罐180℃加热15分钟，赶酸后定容，能减少汞、砷等元素挥发。

铅与镉的石墨炉原子吸收光谱法

铅（283.3nm）、镉（228.8nm）是土壤中常见痕量重金属，国标GB/T 17141-1997推荐石墨炉原子吸收光谱法（GF-AAS）。原理是样品液注入石墨炉后，经干燥（120℃、30秒）、灰化（400℃、20秒）、原子化（1800℃、5秒），原子吸收特征光，吸光度与浓度成正比。

土壤基体（硅酸盐、有机物）会干扰测定，需加基体改进剂——每50mL样品液加0.5mL 5%磷酸二氢铵，形成稳定磷酸盐阻止铅、镉挥发，同时分解有机物降低背景吸收。

校准曲线需用0-40μg/L标准系列，加相同体积改进剂，相关系数≥0.999。样品测定时，空白溶液吸光度需低于检出限（铅0.1mg/kg、镉0.01mg/kg），标准物质（如GBW07401）测定值需在证书范围内（铅26.0±1.5mg/kg）。

铜与锌的火焰原子吸收光谱法

铜（324.7nm）、锌（213.9nm）含量较高，国标GB/T 17138-1997推荐火焰原子吸收光谱法（FAAS）。原理是样品液经雾化后进入火焰（乙炔-空气，火焰高度6mm），原子化后吸收特征光，操作更简便。

消解用湿法或干法均可，定容后直接上机。校准曲线用0-5mg/L标准系列（铜）、0-2mg/L（锌），相关系数≥0.999。火焰法抗干扰强，无需基体改进剂，但需控制样品液含盐量（≤0.1%），避免堵塞雾化器。

平行样相对偏差需≤10%，如铜测定值10mg/kg，平行样偏差应≤1mg/kg。标准物质GBW07402中铜标准值为27.0±2.0mg/kg，测定值需在此区间。

铬的分光光度法与原子吸收法

铬分总铬与六价铬，国标GB/T 15555.5-1995推荐二苯碳酰二肼分光光度法测六价铬：样品用0.1mol/L碳酸钠-0.1mol/L氢氧化钠溶液提取，酸性条件下与二苯碳酰二肼反应生成紫红色络合物，540nm测吸光度，检出限0.004mg/kg。

总铬需消解后用原子吸收法：0.5g样品加5mL硝酸、3mL氢氟酸、2mL高氯酸，电热板加热至冒白烟，定容后上机。铬的原子化温度需达2400℃，需用笑气-乙炔火焰（GB/T 17137-1997），检出限0.5mg/kg。

测定六价铬时，提取液需当天分析，避免六价铬还原；总铬消解需彻底，若有残渣需过滤后重新消解。

汞与砷的氢化物发生-原子荧光光谱法

汞、砷挥发性强，国标GB/T 22105.1-2008推荐氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）。原理是样品液加硼氢化钠，生成汞化氢（HgH2）、砷化氢（AsH3），载气带入原子化器，荧光强度与浓度成正比。

汞的消解需防挥发：0.5g样品加5mL硝酸、1mL过氧化氢，100℃加热30分钟，加2mL高锰酸钾（5%），2小时后用盐酸羟胺还原，定容至50mL。砷的消解用硝酸-氢氟酸-高氯酸，加硫脲-抗坏血酸将五价砷还原为三价。

该法灵敏度极高，汞检出限0.002mg/kg、砷0.01mg/kg，满足农用地筛选值（汞≤1.0mg/kg、砷≤25mg/kg）。测定时硼氢化钠浓度需匹配：汞用0.05%、砷用1%，载气流量400mL/min。

土壤重金属检测的质量控制要点

空白试验是控制污染的关键：每批样品做2个全程空白（不加土壤，同步骤处理），空白值需低于方法检出限，否则需更换试剂或清洗容器。

平行样验证重复性：每20个样品做2个平行样，相对偏差≤10%（痕量元素≤15%）。如铅平行样测定值为10.2mg/kg和9.8mg/kg，偏差4%，符合要求。

标准物质校准准确性：每批加1-2个有证标准物质（如GBW07401、GBW07402），测定值需在证书不确定度范围内。若标准物质偏差超过5%，需重新校准仪器或检查消解步骤。

仪器维护需定期：每次实验前用标准溶液校准曲线，相关系数≥0.999；每测10个样品插入中间浓度标准液，偏差超过5%需重新制样。石墨炉需定期清洗（用5%硝酸浸泡），空心阴极灯寿命到期需更换。