介紹：土壤作為食物鏈的首端，在食品安全中起著核心作用。 然而，根據聯合國糧農組織2015年發布的《世界土壤資 源狀況報告》，由于人類過度或不恰當的開發和利用， 全球約33％的土壤正處于退化狀態[1]。 土壤重金屬污染是全球普遍存在且最為嚴重的環境問題之一。重金屬污染不僅會降低農作物的 產量，還會影響農產品食用者的健康[1-4]。隨著人們越來越深入地認識到食物中重金屬對人類 健康的影響，土壤資源的質量問題引起了廣泛的關注。 重金屬不能降解，又具有毒性，在人體中積聚會導致各種嚴重疾病，包括癌癥。鎘（Cd）、鉛（Pb） 和鉻（Cr）通常被視為毒性很大的元素，即使它們的濃度很低，也會對人體產生危害。鋅（Zn）、鎳 （Ni）和銅（Cu）是植物必需的微量金屬，但超過一定濃度，便會有毒性。因此，對土壤中的這六種 金屬進行常規監測是保護食品質量和安全極為重要的一環。
隨著經濟的快速發展，我國的土壤污染問題越來越嚴重。為了預 防和控制土壤污染，中國政府自2016年起開始實施《土壤污染 防治行動計劃》（簡稱《土十條》，并在全國范圍內進行土壤質量 抽樣分析。同時，中國環境保護部于2018年8月發布了新的國家 土壤質量標準GB 15618-2018，對農用地和建設用地土壤中重 金屬的最大濃度水平做出了規定。因此，政府的環保部門將更加 嚴格地監控土壤質量。與舊版土壤標準相比，新法規分別規定了 農用地和建設用地土壤管控的參考值和管制值兩個極限值，如 表1所示。標準GB 15618-2018和GB 36600-2018將原子吸收光譜法（AA）定義為測定這幾種重金屬的分析方法，同時還規定了 用于分析鉛和鎘的石墨爐原子吸收法（GFAA）以及用于分析鉻、 銅、鎳和鋅的火焰原子吸收光譜法（FLAA）
規定方法檢出限（MDL）在中國國家標準（GB 17139、GB 17138、GB 17141、 HJ 491-2009）中均有明確要求，并基于以下樣品制備方法：0.5g樣品稀釋至 50mL。
作為對比，表2列出了德國和荷蘭，加拿大和澳大利亞這些國家 對重金屬含量的限制
但是，由于土壤樣品種類繁多，對準確度和樣品測試通量又有著 嚴格的要求，測定土壤中重金屬元素的含量成為分析測試實驗 室面臨的一大挑戰。中國國標方法中的樣品前處理方法耗時長， 不適合大批量樣品檢測
土壤樣品的傳統消解方法是使用電熱板或微波消解儀來完成， 采用HNO3 -HCl或HNO3 -HF混酸消解（EPA 3050b、EPA 3051a、 EPA 3052），或者HNO3 -HCl?HF-HClO4 四酸消解（GB 15618）[11-14]。 用此類方法分解土壤通常需要2~3個小時，并且需要消耗大量 的酸。使用的酸越多，產生污染的可能性也越大，石墨管的壽命 也越短。本研究旨在探討建立一種快速可靠的土壤消解方法，通 過原子吸收光譜儀快速準確地測定鎘、鉻、銅、鎳、鉛和鋅元素 的含量。
實驗 標準品、化學物質和有證標準物質 珀金埃爾默的單元素標準品（參見附錄3）用來作為制備校準標 準樣品的儲備液。所有標準溶液均用18.2 MΩ•cm的去離子水， 1％（按體積稀釋） Suprapur®級硝酸在聚丙烯小瓶中制備。 采用帶有一次性吸頭的微量移液器（ Eppendorf, Germany） 進行移液。HNO3 、HCl和HF（ Merck®, Germany)）均為Suprapure 級。同時使用磷酸二氫銨作為石墨爐原子吸收法分析中的基體 改進劑。
樣品制備 為進行方法驗證，選用從中國國家地球物理研究所購買的四種不同土壤的有證標準物質（CRM）（GSS 2、GSS 8、GSS 13、GSS 14）。 使用SPB 50-48石墨消解器珀金埃爾默進行樣品預處理。這種快速消解法依據美國環保署方法EPA3052和中國國家標準，從土壤樣 品中提取元素，但并不完quan分解土壤樣品。 稱取約0.5g的土壤樣品，直接放入50mL聚丙烯消解管中。，所有土壤樣品均采用同樣的酸比例進行消解，每份樣品中分別加入3.0mL HCl、1.0mL濃HNO3 和2.0mL HF。同時制備只包含這幾種酸的分析試劑空白。將樣品管放于消解孔中，用蓋子輕輕蓋住容器，將樣品 在120℃下消解1小時。消解后，將冷卻的消解樣品溶液用18.2 MΩ•cm的去離子水稀釋至最終體積50.0mL，然后離心處理，上清液用 于分析。 這種消解方法的優點是縮短了樣品制備時間，且使用的酸較少，從而延長了石墨管的使用壽命。如表3所示，這種快速消解總共使用了 6mL酸，而其他消解方法需要10~20mL。此外，使用SPB消解系統的一次性聚丙烯消解管，不需要轉移樣品，還可以最大限度地減少 污染源。
原子吸收儀 所有測量均使用配備4.0 版Syngistix® for AA軟件的珀金埃爾默 PinAAcle™ 900H原子吸收光譜儀（PerkinElmer ，中國上海）來完成。 此外，PinAAcle 900H還可以與新型Syngistix for AA Express®軟件搭配使用，該軟件可簡化工作流程，僅需三個步驟即可獲得結果。兩 種軟件均含有分析樣品、報告數據和記錄數據所需的所有工具。PinAAcle™ 900光譜儀采用先進的光纖光路設計，可最大限度地提升光 通量，改善檢出限。高效雙光束光學系統和固態檢測器確保獲得信噪比，而氘燈背景校正可消除大多數干擾。 所有火焰吸收測量過程都采用了標準高靈敏度的耐腐蝕Pt/Ir毛細管霧化器組件和空氣-乙炔10cm單縫燃燒頭。 所有石墨爐分析均使用Massman型/HGA石墨管進行，并使用了提供148位樣品盤的AS 900自動進樣器。所有元素的測定均使用了空 心陰極燈。
儀器操作條件 所有分析均在PinAAcle 900H原子吸收光譜儀上完成，火焰和石墨爐分析使用的儀器參數分別列于表3和表4。表5列出了石墨爐的 升溫程序。 火焰法測定鉻時，使用了富燃（黃色）空氣-乙炔火焰，如表3所示。優化燃燒器位置和氣體流量，以達到最佳靈敏度。另一個重要步驟是在 所有樣品和標準溶液中加入1％的氯化銨（NH4 Cl），以消除鐵離子的干擾。在本研究中測定土壤中的Ni時，除Ni 232.0nm譜線外，還建 議使用352.4nm譜線，因為352.4nm譜線受非原子吸收的干擾比默認的Ni 232.0nm譜線少[15]
結果與討論 檢出限 對固體樣品，方法檢出限（MDL）是基于重復測定11次的試劑空白所得標準偏差的三倍， 及樣品制備的稀釋因子進行計算得出的。如圖 1所示， 該方法的檢出限MDL都遠遠低于表1和表2所列的各國標準的限值，符合中國國家標準規定的MDL。 本研究旨在建立一種土壤常規分析的高效方法。使用石墨消解器的優點包括：減少污染，大大縮短樣品制備時間，從而提升樣品通量。 FLAA和GFAA兩種測量方法均采用標準加入法進行校準。獲得線性相關系數（大于0.999）
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