土壤中镉(Cd)的测定是环境监测和农业土壤污染评估的重要环节，其方法需兼顾灵敏度、准确性和适用性。以下是常用的检测流程及方法：

　　一、样品前处理(消解)

　　目的：将土壤中镉(包括可交换态、碳酸盐结合态、有机态等)完全转化为可测形态(如Cd²⁺)。

　　1. 酸消解法(湿法消解)

　　试剂：

　　HNO₃(硝酸)、HCl(盐酸)、HF(氢氟酸)、H₂O₂(过氧化氢)。

　　步骤：

　　取0.5 g过筛(100目)土壤于聚四氟乙烯消解罐中。

　　依次加入10 mL HNO₃、3 mL HCl、2 mL HF，静置预反应1小时。

　　电热板梯度升温(120℃→180℃)消解至溶液澄清，加入1 mL H₂O₂氧化有机物。

　　赶酸至近干，用1% HNO₃定容至25 mL，过滤待测。

　　注意：

　　HF用于分解硅酸盐矿物，消解后需彻底赶尽(防止损坏仪器)。

　　高有机质土壤需增加H₂O₂用量或延长消解时间。

　　2. 微波消解法

　　试剂：HNO₃、HCl、HF。

　　步骤：

　　土壤样品与HNO₃(6 mL)、HCl(2 mL)、HF(1 mL)混合，预反应30分钟。

　　微波消解程序：升温至200℃，保持20分钟。

　　冷却后定容至50 mL，过滤备用。

　　优点：消解快速，镉挥发损失少，适合批量处理。

　　二、测定方法

　　1. 石墨炉原子吸收光谱法(GF-AAS)

　　原理：镉原子吸收特定波长(228.8 nm)的光，吸光度与浓度成正比。

　　步骤：

　　消解液稀释至线性范围(0.1~5 μg/L)。

　　加入基体改进剂(如磷酸二氢铵)，减少背景干扰。

　　石墨炉程序：干燥(100℃)→灰化(500℃)→原子化(1800℃)。

　　优点：灵敏度高(检出限0.005 mg/kg)，适合痕量镉分析。

　　缺点：单元素检测，需逐样分析，效率较低。

　　2. 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)

　　原理：直接测定镉同位素(如¹¹¹Cd、¹¹⁴Cd)的信号强度。

　　条件：

　　碰撞反应池(He模式)消除多原子离子干扰(如⁴⁰Ar⁶⁷Zn⁺)。

　　内标：¹¹⁵In或⁴⁵Sc校正基体效应。

　　优点：

　　超低检出限(0.001 mg/kg)，多元素同时检测。

　　抗干扰能力强，适合复杂基体土壤。

　　3. 火焰原子吸收光谱法(FAAS)

　　适用场景：镉含量较高(>1 mg/kg)的污染土壤。

　　步骤：

　　消解液稀释后直接进样，空气-乙炔火焰测定。

　　波长228.8 nm，狭缝宽度0.5 nm。

　　优点：操作简单，成本低。

　　缺点：灵敏度较低(检出限0.1 mg/kg)。

　　4. X射线荧光光谱法(XRF)

　　原理：土壤中镉受X射线激发后发射特征荧光(能量3.13 keV)，通过能谱分析定量。

　　适用：现场快速筛查或无需消解的半定量分析。

　　优点：无损检测，无需前处理。

　　缺点：检出限较高(约5 mg/kg)，受土壤湿度、颗粒度影响大。

　　三、关键注意事项

　　干扰控制：

　　基体干扰(如Fe、Ca)：GF-AAS中需加基体改进剂;ICP-MS中使用内标校正。

　　光谱干扰：ICP-MS中ArO⁺干扰¹¹¹Cd，需碰撞反应池或数学修正。

　　质量控制：

　　标准物质：使用国家土壤标准物质(如GSS-8)验证准确性。

　　空白试验：全程试剂空白扣除背景。

　　加标回收率：控制在85%~115%，平行样相对偏差<10%。

　　安全防护：

　　消解过程在通风橱中进行，避免接触HF和酸雾。

　　含镉废液按危险废物处理，防止环境污染。

　　四、方法选择建议

　　痕量镉分析(如背景值土壤)：优先选择ICP-MS或GF-AAS。

　　污染土壤筛查(>1 mg/kg)：可采用FAAS或XRF快速检测。

　　科研或仲裁检测：推荐ICP-MS(高精度)结合微波消解。

　　五、标准参考

　　中国标准：

　　HJ 491-2019《土壤和沉积物 铜、锌、铅、镍、铬的测定 火焰原子吸收分光光度法》(可扩展至镉)。

　　HJ 766-2015《固体废物 金属元素的测定 电感耦合等离子体质谱法》。

　　国际标准：

　　EPA 6020B(ICP-MS法)。

　　ISO 11047:1998《土壤中镉、铬、钴、铜、铅等的测定 火焰原子吸收光谱法》。