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、結構和功能發生變化，微生物活動受到抑制，有害物質或分解產物在土壤中逐漸積累，引起土壤質量下降，導致植物生長發育障礙。

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、采礦和冶煉等企業含重金屬污染物的廢氣排放到空氣中；農業生產中化肥、農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“骨痛病”；某些大中城市污灌區的癌癥死亡率比非污灌區高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，甚至可能永遠在環境里循環；其還具有明顯的生物富集作用，對人類生活危害極大。

環境污染監測與修復是一項嚴峻的、高成本的世界范圍內的挑戰。

隨著國家對于環境污染問題越來越重視，對于土壤的環境質量問題更是加強了監管以及治理，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學建模與風險評估，還是有毒有害物質的現場監測和油漆中鉛的消除，現場采集、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處理。

當前通常使用的預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，從而根據微波的頻率變化產生改變，一定程度上保證了其內部分子保持高速運動的狀態，與此同時，由于微波的沖擊導致土壤內的分子發生碰撞和摩擦，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，并且發生相互碰撞。從本質上來說，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混合的特性，通常來說使和處理土壤較為復雜或者其中含硅物質較多的樣本。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。

? 電加熱全酸分解法

土壤進行預處理時，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，將濃鹽酸從10ml蒸發至5ml，再加入一定量的濃硝酸后再進行加熱直至土壤樣本變為粘稠狀；再加入10ml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；最后加入約為5ml的高氯酸后加熱到樣本物質冒白煙且產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，樣品溶液的總容量仍保持在50ml。

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，經常使用電加熱分解法，且其操作較為簡單，經常應用于土壤重金屬的預處理上。在操作過程中，也需注意根據所需檢測的重金屬類別進行調整，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加熱時的狀態進行調整，并非加入固定體積的試劑；靈活的對實驗過程進行調整，才能讓后續的土壤重金屬檢測更具有針對性，檢測結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，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，再取出其中的內罐，把它放到電熱板上進行趕酸，等到溶液中的酸性物質蒸發完全后，再將溶液轉移到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，等待后續測量，與此同時還需兩組土壤樣品進行空白處理，便于后續比對。

? 熔融法

常用于土壤、底質及固體樣品中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，可能導致Pb、Cr等結果偏低。

? 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的穩定劑，同時作為內標。加入10mL NHO3(65%，GR)浸潤樣品，在室溫下搖動反應約20min直至大部分有機物反應完全。若反應較慢，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(王水蒸汽在瓶壁上回流)，但反應又不至于太劇烈而導致樣品溢出。冷卻，轉移至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，氫化物發生-原子熒光法測砷。直接用母液冷原子熒光法測汞。