土壤检测中镉铅砷汞重金属的检测标准

土壤中的镉、铅、砷、汞是影响生态安全与人体健康的核心重金属污染物，其含量超标会通过“土壤-农作物-人体”或“土壤-空气-人体”途径累积危害健康。准确检测这些重金属的前提是遵循统一的检测标准——既包括污染物限值标准，也包括样品前处理、分析方法与质量控制的技术标准。本文聚焦我国现行土壤重金属检测体系，详细拆解镉、铅、砷、汞的检测标准细节与实操要点，为土壤环境监测、污染风险评估提供专业参考。

土壤重金属检测的核心目标与污染物特性

镉、铅、砷、汞被《土壤环境质量标准》列为“优先控制污染物”，其共性是毒性强、难降解、易累积，但危害机制各有不同：镉主要损伤肾脏与骨骼，长期暴露会导致“痛痛病”；铅靶向神经系统，儿童暴露会影响智力发育；砷是I类致癌物，可引发皮肤癌与肺癌；汞以甲基汞毒性最强，会破坏中枢神经系统。检测的核心目标是精准识别土壤中这些重金属的总量或有效态含量，判断是否超过“风险阈值”，为土壤污染防控提供依据。

需注意的是，土壤重金属的“有效性”（即能被植物吸收或人体接触的部分）比总量更能反映实际风险，但现行标准中“总量检测”仍是基础——因为总量是风险评估的“底本”，有效态检测需结合具体用地场景（如农用地需测镉的有效态，建设用地需测铅的有效态）。

例如，某农用地土壤镉总量为0.4mg/kg（超过pH≤5.5的筛选值0.3mg/kg），但有效态镉仅为0.05mg/kg（未超过水稻镉富集阈值），则该土壤仍可安全种植——这说明总量检测需与有效态检测结合，才能避免“过度防控”。

我国土壤重金属检测的基础标准框架

我国土壤重金属检测标准分为两大层级：一是“限值标准”，明确不同用地类型的污染物浓度阈值，如《农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 15618-2018）与《建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600-2018）；二是“方法标准”，规定样品前处理、分析测试的技术流程，如《土壤质量 铅、镉的测定 石墨炉原子吸收分光光度法》（GB/T 17141-1997）、《土壤和沉积物 汞、砷、硒、铋、锑的测定 原子荧光法》（HJ 680-2013）。

这两大标准体系互为支撑：限值标准是“判断依据”，方法标准是“数据来源”。例如，检测农用地土壤镉含量时，需先按GB/T 17141-1997完成样品消解与测定，再对照GB 15618-2018中pH对应的筛选值（如pH≤5.5时0.3mg/kg）判断是否超标。

除了国家标准，行业标准也补充了特殊场景的检测要求，如《土壤质量 有效态铅和镉的测定 原子吸收法》（GB/T 23739-2009）针对农用地有效态检测，《建设用地土壤污染风险评估技术导则》（HJ 25.3-2019）规定了重金属的暴露途径计算方法，形成了“限值-方法-评估”的完整体系。

镉的检测标准与方法细节

镉的限值标准因土壤pH与用地类型差异显著：GB 15618-2018中，农用地镉的筛选值随pH升高而增加（pH≤5.5为0.3mg/kg，pH5.5-6.5为0.4mg/kg，pH>7.5为1.0mg/kg）；GB 36600-2018中，建设用地一类用地（居住、学校）镉的筛选值为0.3mg/kg，二类用地（工业、物流）为1.8mg/kg。

检测方法以“石墨炉原子吸收分光光度法”（GB/T 17141-1997）最常用，核心步骤是样品前处理：称取0.5g风干土壤样品，加入5mL硝酸、2mL氢氟酸、1mL高氯酸，在电热板上从120℃逐步升温至200℃，消解至冒白烟（高氯酸分解），待样品呈灰白色后，用1%硝酸定容至25mL。需注意，消解过程中要多次补加氢氟酸，确保硅酸盐完全分解——土壤中的镉常吸附在硅酸盐矿物中，消解不完全会导致结果偏低。

石墨炉测定时需加入“基体改进剂”（如5g/L磷酸二氢铵溶液），作用是消除土壤中铝、铁等基体的干扰：磷酸二氢铵在高温下分解产生氨气，能抑制镉的挥发，同时形成磷酸盐涂层保护石墨管，提高测定灵敏度。方法检出限为0.01mg/kg，满足农用地与建设用地的检测要求。

铅的检测标准与关键技术要点

铅的限值同样与pH、用地类型相关：GB 15618-2018中，农用地铅的筛选值pH≤5.5为70mg/kg，pH5.5-6.5为90mg/kg，pH>7.5为170mg/kg；GB 36600-2018中，一类用地铅筛选值80mg/kg，二类用地400mg/kg。

检测方法分两种：低浓度铅用“石墨炉原子吸收法”（GB/T 17141-1997），高浓度铅用“火焰原子吸收法”（GB/T 17140-1997）。火焰法的前处理更简单：用硝酸-盐酸（3:1）混合酸消解，定容后直接测定，检出限为0.5mg/kg，适合建设用地等铅含量较高的场景。

需关注“有效态铅”的检测——农用地中，铅的有效性取决于土壤pH与有机质含量：pH越低、有机质越少，铅的有效态比例越高。有效态铅的测定采用“DTPA提取法”（GB/T 23739-2009）：用0.005mol/L DTPA+0.1mol/L三乙醇胺+0.01mol/L氯化钙溶液（pH7.3）作为提取剂，按土液比1:2提取2小时，过滤后测定滤液中的铅含量。这一指标更能反映铅对农作物的实际影响。

砷的检测标准与特异性要求

砷的限值标准：GB 15618-2018中，农用地砷筛选值pH≤5.5为20mg/kg，pH5.5-6.5为25mg/kg，pH>7.5为35mg/kg；GB 36600-2018中，一类用地60mg/kg，二类用地140mg/kg。需注意，砷的毒性与价态相关——三价砷（As³⁺）毒性是五价砷（As⁵⁺）的60倍，但现行标准中“总砷”是必测项，因为价态分析需额外设备（如高效液相色谱-原子荧光联用），成本较高。

检测方法以“原子荧光光谱法”（HJ 680-2013）为主，前处理用“王水消解”：称取0.5g土壤样品，加入10mL王水（硝酸:盐酸=1:3），在沸水浴中加热2小时，期间每隔30分钟摇匀一次，冷却后定容至50mL。王水的强氧化性可将土壤中的砷转化为As⁵⁺，再加入硫脲-抗坏血酸混合液将其还原为As³⁺（原子荧光法仅对As³⁺敏感）。

消解温度需严格控制在100℃（沸水浴），若温度超过110℃，砷会以AsH₃形式挥发损失——这是砷检测中最易出现的误差来源。方法检出限为0.1mg/kg，线性范围0-100μg/L，能覆盖绝大多数土壤样品的砷含量。

汞的检测标准与易忽略的细节

汞的限值标准更严格：GB 15618-2018中，农用地汞筛选值pH≤5.5为1.3mg/kg，pH5.5-6.5为1.8mg/kg，pH>7.5为3.4mg/kg；GB 36600-2018中，一类用地1.8mg/kg，二类用地8.2mg/kg。汞的特殊性是“易挥发”——即使在常温下，汞也会缓慢蒸发，因此样品采集、保存与前处理需全程“防损失”。

检测方法常用“原子荧光光谱法”（HJ 680-2013）或“冷原子吸收分光光度法”（GB/T 17136-1997）。前处理需用“硝酸-硫酸消解”：称取1g土壤样品，加入5mL硝酸、1mL硫酸，在电热板上低温（120℃）消解，待样品呈淡黄色后，加入1mL高锰酸钾溶液（50g/L）氧化剩余有机物，再用盐酸羟胺还原过量高锰酸钾，定容至50mL。

样品保存是关键：采集的土壤样品需在48小时内加入1%硝酸（每100g土壤加5mL），防止汞挥发；若不能及时测定，需冷冻（-20℃）保存，但保存时间不超过7天。冷原子吸收法的检出限为0.002mg/kg，原子荧光法为0.001mg/kg，均能满足痕量汞的检测需求。

检测标准中的质量控制要求

所有检测结果需通过“三重质量控制”：一是“标准曲线”，线性相关系数≥0.999（如汞的标准系列为0、0.1、0.2、0.5、1.0ng/mL，曲线相关系数需达到0.9995以上）；二是“空白试验”，全程空白（不加样品的消解液）的测定值需低于方法检出限——若空白值过高，说明试剂或器皿被污染，需重新试验；三是“加标回收率”，在样品中加入已知量的标准物质（如镉标准溶液），回收率需在80%-120%之间（农用地检测要求更严，需在85%-115%之间）。

平行样测定是“过程控制”的重要环节：每批样品需做10%的平行样（如10个样品做1个平行），平行样的相对偏差需≤10%（农用地≤8%）——例如，两个平行样的镉测定值为0.25mg/kg和0.27mg/kg，相对偏差为(0.27-0.25)/[(0.25+0.27)/2]×100%≈7.7%，符合要求；若偏差超过10%，需重新消解样品。

此外，每批样品需插入“土壤成分分析标准物质”（如GBW07401，即“GSS-1”土壤标准物质），其测定值需落在标准值的“不确定度范围”内——例如GBW07401中镉的标准值为0.18±0.02mg/kg，若测定值为0.17或0.19mg/kg，说明结果可靠；若超出范围，需检查前处理或仪器参数。

不同土地用途下的标准差异

农用地与建设用地的标准差异源于“风险受体”不同：农用地的风险受体是“农作物”，因此筛选值基于“农作物可食部分重金属含量不超标”的原则——例如，水稻对镉的富集系数约为0.1（土壤镉0.3mg/kg时，大米镉约0.03mg/kg，符合GB 2762-2017中大米镉限值0.2mg/kg）；建设用地的风险受体是“人体”，筛选值基于“成人或儿童长期暴露不超过健康风险阈值”的模型——例如，一类用地（居住）的铅筛选值80mg/kg，是假设儿童每天接触50mg土壤、暴露20年的风险值。

需区分“筛选值”与“管控值”：筛选值是“风险预警线”——土壤含量超过筛选值，需开展详细调查；管控值是“风险控制线”——超过管控值，需采取修复措施（如农用地需退耕还林，建设用地需土壤淋洗）。例如，GB 15618-2018中，农用地镉的管控值为pH≤5.5时1.5mg/kg（是筛选值的5倍）；GB 36600-2018中，一类用地镉的管控值为3.0mg/kg（是筛选值的10倍）。