标准概述
HJ 680-2013《土壤和沉积物 汞、砷、硒、铋、锑的测定 微波消解 / 原子荧光法》，2014 年 2 月 1 日正式实施，是土壤污染调查、场地风险评估、沉积物监测项目中测定汞、砷的常用环境监测标准方法。该方法采用微波密闭消解对样品进行前处理，结合原子荧光光度计检测，具备检出限低、灵敏度高、试剂用量少、批量样品处理效率高的特点。
当取样量 0.5 g 时，汞检出限 0.002 mg/kg，测定下限 0.008 mg/kg；砷检出限 0.01 mg/kg，测定下限 0.04 mg/kg，可满足农用地、建设用地土壤及水系沉积物中汞、砷的环境检测需求。
一、方法原理
风干研磨后的土壤 / 沉积物样品，在密闭微波消解罐内，经硝酸、盐酸混合酸体系，依靠微波快速加热，在高温高压条件下将固体样品中的汞、砷完全溶出，转化为液相离子形态。消解完成后的待测液进入原子荧光光度计，以硼氢化钾作为还原剂：砷被还原生成砷化氢气体，汞直接还原为气态原子汞；载气（氩气）将气态组分带入原子化器，在氩氢火焰中形成基态原子。汞、砷元素空心阴极灯发射特征光，激发基态原子产生原子荧光；荧光信号强度与试液中汞、砷浓度成正比，通过标准曲线定量计算样品中元素含量。
二、实验仪器与试剂
仪器设备
微波消解仪（配套密闭消解罐）、原子荧光光度计（配汞、砷空心阴极灯）、分析天平（万分之一）、超纯水机、恒温干燥箱、玛瑙研钵、样品筛（100 目）、容量瓶、移液管等玻璃 / 塑料器皿。
器皿需提前用稀酸浸泡清洗，避免重金属残留污染。
主要试剂
硝酸、盐酸（优级纯）、硼氢化钾、氢氧化钾、硫脲 – 抗坏血酸溶液（砷预还原）、汞 / 砷标准储备液、标准使用液，实验用水为超纯水。
三、完整实验操作步骤
1. 样品前处理
采集回来的土壤 / 沉积物样品，去除石块、植物残体等杂质，自然风干，研磨过 100 目尼龙筛，混匀备用。准确称取 0.2~0.5 g 样品（精确至 0.0001 g）置于微波消解内罐，加入少量超纯水润湿样品，再加入硝酸 + 盐酸混合消解液，静置预消解，释放样品反应产生的气体，防止微波升温时罐内压力骤增。加盖密封，装入微波消解外罐。
2. 微波消解
按照标准设定微波升温程序，分阶段升温、保温，完成密闭消解。消解结束后，待消解罐完全冷却至室温，在通风橱内缓慢开罐泄压。将消解液转移至容量瓶，少量多次冲洗内罐，合并洗液，定容摇匀；同时制备全程序空白样品。
砷检测需加入硫脲 – 抗坏血酸溶液进行预还原，静置一段时间后上机测定。
3. 标准曲线配制
逐级稀释汞、砷标准使用液，配制系列浓度标准溶液；砷标准溶液同样添加硫脲 – 抗坏血酸还原，与样品保持相同基体条件。
4. 仪器测定
开启原子荧光光度计，预热仪器与元素灯，设置载流、还原剂流速、灯电流、负高压等仪器参数，待基线稳定。依次测定空白、标准系列、样品溶液，记录荧光强度，建立标准曲线，计算样品中汞、砷含量。
5. 结果计算
根据标准曲线得到待测液浓度，结合称样量、定容体积、水分校正，计算土壤 / 沉积物中汞、砷质量分数；结果保留有效数字，按标准要求修约。
四、实验关键注意事项
（一）微波消解安全要点
- 样品必须预消解。有机质含量高的土壤、沉积物，直接密封微波消解易剧烈产气，造成超压，必须静置预消解。
- 消解罐严禁超负载，罐内样品 + 酸液总体积不得超过罐体规定限值；消解罐使用前检查有无裂纹、腐蚀，定期更换密封圈。
- 冷却必须充分，未冷却完全严禁开罐；开罐全程在通风橱操作，缓慢泄压，酸雾具有腐蚀性与毒性。
（二）汞元素专属控制（极易损失、易污染）
- 汞吸附性极强，所有玻璃、塑料容器必须充分酸洗；实验室环境、试剂、器皿空白控制是汞检测成败关键。
- 汞易挥发，消解液不能长时间敞口放置，消解完成尽快定容、上机检测。
- 还原剂现配现用；硼氢化钾溶液稳定性差，放置过久会造成荧光信号漂移。
（三）砷检测控制要点
- 砷需要预还原，硫脲 – 抗坏血酸溶液要新鲜配制，还原时间充分，保证五价砷完全转化为三价砷，否则结果偏低。
- 体系酸度对砷化氢生成影响显著，样品、空白、标液酸度需保持一致。
（四）质量保证与质量控制
- 每批次样品需做全程序空白，空白值超出控制范围，本批次数据作废。
- 同步插入土壤有证标准物质进行验证，测定值需在证书允许误差区间；每 10 个样品插入平行样，平行样相对偏差满足标准质控要求。
- 注意基体干扰，若基体效应明显，可根据情况评估。
（五）实验室防护
消解使用强酸，微波消解、开罐操作均在通风橱内进行，佩戴耐酸手套、护目镜、实验服；实验废液分类收集，合规处置。
五、方法优势与适用场景
该方法密闭消解减少汞、砷挥发损失，试剂消耗少，适合批量土壤、沉积物样品检测。广泛用于土壤污染状况普查、建设用地初步调查与详细调查、河湖底泥重金属监测、土壤修复项目检测等场景。本标准同时可测定硒、铋、锑，一次消解可同步做多元素分析。
提示：实际检测需严格遵循 HJ 680-2013 原文操作，实验室需通过方法验证，满足检出限、精密度、准确度要求后方可开展样品检测。
