土壤检测中重金属含量的测定标准是什么

土壤重金属污染是威胁生态环境与人体健康的重要问题，其含量测定是土壤环境质量评估的核心环节。为保证测定结果的准确性、可比性与合法性，国内外制定了一系列标准化方法，涵盖样品前处理、分析测试及质量控制等全流程。本文将系统梳理土壤检测中重金属含量的测定标准，为相关实践提供专业参考。

土壤检测中常见的重金属测定种类

土壤中需测定的重金属主要包括铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）、砷（As）、铜（Cu）、锌（Zn）、铬（Cr）等。这些元素或因人为活动（如工业排放、农药使用、污水灌溉）大量累积，或因自身高毒性对生态系统及人体健康构成威胁。例如，铅可损害神经系统与造血系统，镉会导致肾脏功能障碍，汞具有强挥发性与神经毒性，砷是国际癌症研究机构（IARC）确认的一类致癌物，六价铬则具有强氧化性与致癌性。即使是铜、锌等必需微量元素，过量累积也会抑制植物生长、破坏土壤微生物群落。

因此，这些重金属是土壤环境质量监测的核心指标，其测定标准需针对元素的物理化学特性设计，确保精准捕捉土壤中的总含量或有效态含量（部分标准针对有效态，如DTPA浸提的有效铜、锌）。

国内土壤重金属测定的主要标准体系

我国土壤重金属测定标准以“土壤质量”系列国家标准（GB/T 17134-17141）与“环境监测”系列行业标准（HJ）为核心，覆盖不同元素的多种分析方法。其中，GB/T 17134-1997《土壤质量 总砷的测定 二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法》、GB/T 17136-1997《土壤质量 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法》、GB/T 17141-2015《土壤质量 铅、镉的测定 石墨炉原子吸收光谱法》等是早期制定的基础标准，适用于全国范围的土壤质量普查与监测。

近年来，随着分析技术发展，环境监测行业标准进一步补充了更高效的方法。例如，HJ 680-2013《土壤和沉积物 汞、砷、硒、铋、锑的测定 原子荧光法》采用原子荧光光谱法，可同时测定汞、砷等元素，提高了检测效率；HJ 715-2014《土壤和沉积物 总铬的测定 火焰原子吸收分光光度法》针对铬的特性优化了消解与测定流程；GB/T 22105系列标准（如GB/T 22105.1-2008《土壤总汞、总砷、总铅的测定 原子荧光法 第1部分：土壤总汞的测定》）则细化了原子荧光法的操作规范，适用于批量样品的快速测定。

国际土壤重金属测定的参考标准

国际上，土壤重金属测定标准以国际标准化组织（ISO）与美国环境保护署（EPA）的方法最具影响力，常作为我国标准制定的参考或国际合作项目的依据。例如，ISO 11047-1998《土壤质量 镉、铅的测定 石墨炉原子吸收光谱法》与我国GB/T 17141-2015原理一致，均采用石墨炉原子吸收光谱法测定痕量铅、镉；ISO 16772-2004《土壤质量 汞的测定 冷原子荧光光谱法》则优化了汞的测定灵敏度。

美国EPA的方法更注重实用性与可操作性，如EPA 3050B《酸消解方法》是土壤样品前处理的经典方法，规定了用硝酸-盐酸-氢氟酸-高氯酸消解土壤以提取总重金属；EPA 7471B《汞的测定 冷原子吸收法》与我国GB/T 17136-1997原理相同，但细化了试剂浓度与操作步骤；EPA 6010C《电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定金属元素》则适用于多元素同时测定，提高了检测效率。

典型重金属的具体测定标准方法

1、**铅、镉的测定**：以GB/T 17141-2015《土壤质量 铅、镉的测定 石墨炉原子吸收光谱法》为代表。该方法采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸消解土壤样品，将铅、镉转化为可溶态；消解液注入石墨炉原子化器，在高温下原子化，通过测定283.3nm（铅）、228.8nm（镉）波长的吸光度，结合校准曲线定量。方法检出限为铅0.1mg/kg、镉0.01mg/kg，适用于土壤中痕量铅、镉的测定。

2、**汞的测定**：常用GB/T 17136-1997《土壤质量 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法》。样品经硝酸-硫酸消解后，加入高锰酸钾溶液氧化为二价汞，再用氯化亚锡还原为单质汞；利用汞蒸气对253.7nm紫外线的强吸收特性，通过冷原子吸收分光光度计测定吸光度。方法检出限为0.002mg/kg，适用于土壤中总汞的测定。

3、**砷的测定**：GB/T 17134-1997《土壤质量 总砷的测定 二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法》是经典方法。样品经硫酸-硝酸-高氯酸消解后，加入碘化钾与氯化亚锡将五价砷还原为三价砷；在锌粒作用下生成砷化氢气体，与二乙基二硫代氨基甲酸银（AgDDC）-三乙醇胺的氯仿溶液反应生成红色络合物，于510nm波长处比色定量。方法检出限为0.5mg/kg，适用于土壤中总砷的测定。

4、**铜、锌的测定**：采用GB/T 17138-1997《土壤质量 铜、锌的测定 火焰原子吸收分光光度法》。样品经盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸消解后，将消解液喷雾至空气-乙炔火焰中，铜（324.7nm）、锌（213.9nm）原子化后吸收特征光，通过吸光度定量。方法检出限为铜1mg/kg、锌0.5mg/kg，适用于土壤中铜、锌的批量测定。

5、**铬的测定**：GB/T 17137-1997《土壤质量 总铬的测定 火焰原子吸收分光光度法》为常用方法。样品经硫酸-硝酸-氢氟酸消解后，用氯化铵作干扰抑制剂，喷雾至火焰中原子化，测定357.9nm波长的吸光度。方法检出限为5mg/kg，适用于土壤中总铬的测定；若需测定六价铬，可采用HJ 1082-2019《土壤和沉积物 六价铬的测定 碱溶液提取-火焰原子吸收分光光度法》，通过碱溶液浸提有效态六价铬。

土壤样品前处理的标准要求

样品前处理是重金属测定的关键环节，直接影响结果准确性。我国标准对前处理的试剂、步骤、设备均有严格规定。例如，GB/T 17138-1997要求：称取0.5-1.0g风干土样（过0.149mm筛），加入10mL盐酸、5mL硝酸，电热板加热至微沸；待反应缓和后，加入5mL氢氟酸、2mL高氯酸，继续加热至冒白烟，消解至样品呈灰白色；冷却后用硝酸溶液（1+19）定容至50mL，备用。

对于汞、砷等易挥发元素，前处理需控制温度与试剂用量，避免元素损失。如GB/T 17136-1997规定：样品消解时温度不超过140℃，加入硝酸-硫酸混合液后缓慢加热，防止汞挥发；消解完成后需冷却至室温，再加入高锰酸钾溶液，确保汞完全氧化。

近年来，微波消解技术因快速、高效、试剂用量少等优势被纳入标准（如HJ 680-2013）。该方法利用微波能量使样品在密闭容器内快速升温，缩短消解时间（从数小时至数十分钟），同时减少挥发性元素损失，适用于汞、砷等元素的前处理。

测定过程中的质量控制标准

为保证测定结果的可靠性，我国标准对质量控制提出明确要求，主要包括：

1、**空白试验**：每批样品需做2个以上空白试验（以蒸馏水代替样品，按相同步骤处理），空白值应低于方法检出限；若空白值过高，需检查试剂纯度、器皿清洁度或操作过程。

2、**平行样测定**：每10个样品需做1个平行样（取同一土样分两份同时处理测定），平行样的相对偏差应≤10%（原子吸收法）或≤15%（分光光度法）；若偏差过大，需重新测定。

3、**有证标准物质（CRM）控制**：每批样品需加入1个有证土壤标准物质（如GBW07401-GBW07408系列），测定值应在标准物质的不确定度范围内（通常为±10%），确保方法的准确性。

4、**校准曲线**：原子吸收光谱法、分光光度法等需绘制校准曲线，要求相关系数（r）≥0.999（原子吸收）或≥0.995（分光光度）；校准曲线需在样品测定前绘制，且每测定10个样品后需重新核查曲线斜率。

5、**干扰消除**：标准对常见干扰（如基体效应、共存元素干扰）的消除方法有明确规定。例如，石墨炉原子吸收法测定铅、镉时，需加入基体改进剂（如磷酸二氢铵）抑制基体干扰；火焰原子吸收法测定铬时，加入氯化铵消除铁、铝等元素的干扰。

测定标准与土壤环境质量限量标准的关联

土壤重金属测定的最终目的是评估土壤环境质量，因此测定结果需对照国家发布的限量标准判断风险。我国现行的限量标准主要有两项：一是GB 15618-2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》，规定了农用地土壤中铅、镉、汞、砷、铜、锌、铬等元素的风险筛选值（用于判断是否需进一步调查）与管制值（用于划定严格管控区域）；二是GB 36600-2018《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》，针对建设用地（如住宅、公共管理与公共服务用地）规定了重金属的筛选值与管制值。

例如，农用地土壤中镉的风险筛选值（pH≤5.5）为0.3mg/kg，管制值为1.5mg/kg；建设用地中铅的筛选值（第一类用地，如住宅）为80mg/kg，管制值为400mg/kg。测定标准的结果需与这些限量值对比，为土壤污染风险评估、治理修复提供依据——这也是测定标准的核心应用场景。