土壤污染物分析

有机污染物包括被确认为对人类和环境健康有害或不利的各种化合物。许多化合物是在工业、制造和农业活动中使用和生产的人造化学品。鉴于污染所带来的潜在重大影响以及土壤对污染累积（如农药的农田径流）的高度敏感性，人们会对环境基质进行常规分析，以确定是否存在外源性化合物。污染土壤可能会通过直接接触或间接污染地面和地表水系统而直接影响人类健康。

监管机构力图缩减已知污染物合规性监测的成本，其方法为根据类似的健康影响、共生关系、常用分析方法以及常用治疗方法或控制措施将污染物分组管制。除了已知污染物之外，未知化合物也对环境保护构成严重威胁，使全球面临越来越大的挑战。

要分析土壤中存在的各类化合物并满足监管要求，需要先建立一个采用多种分析技术的稳健策略。为确保成功提取、鉴定并定量化合物，必须制定适用于各类土壤样品制备和分析的工作流程。萃取方法通常包括溶剂交换、固相萃取（SPE）、加速溶剂萃取（ASE）和/或微波萃取等方法。色谱分离和质谱技术为环境基质中的这类化合物提供了大量鉴定和定量数据。用于分析土壤中有机化合物的常用分析方法包括 GC、HPLC、IC、GC-MS、IC-MS 和 LC-MS。Thermo Fisher Scientific 环境分析产品组合为这些常规色谱和质谱技术及众多工作流程提供了定制化系统，使实验室能够有效且高效地满足当前有机污染物法规的要求，并从容应对今后不断变化的要求。

下载应用资料 AN10441 和 AN20677

要准确分析土壤中的农药，必须先通过加速溶剂萃取（ASE）从土壤中提取农药，然后再采用气相色谱-质谱仪对其进行靶向或非靶向分析。

下载宣传单 SS52180

用于有机污染物分析的仪器和耗材：

植物生长至少需要 17 种营养元素。部分是主量营养元素（大量存在），如氮、磷、钾、钙、镁和硫，而其他则是微量营养元素，包括硼、铜、铁、锰、钼和其他元素。了解土壤和堆肥（如生物固体）中有效营养元素的含量对于确保肥料种类和施肥量的正确性非常重要。过度使用或缺乏营养元素都会降低植物生长潜力，导致资源浪费甚至土壤污染。进行土壤和堆肥营养分析时，需采用不同技术测量多个常规参数。

土壤主量营养元素检测

元素分析仪

要鉴定土壤质量，必须测量主量营养元素。其定量方法为在元素分析仪中用燃烧法将这些元素转换为气态，然后由气相色谱仪进行进一步分离。

• 氮—土壤中的氮对于评估和计算植物生长所需的施肥量至关重要。氮含量定量对于各类种植和加工作物的质量测定以及农业和环境研究领域的氮循环和氮固定监测十分关键。详细检测方法（使用氩气）可见于 应用资料 42202。
• 总碳、总有机碳和 CHNS—鉴于堆肥所用材料的异质性，参数（如回收废料中的氮、总碳、总有机碳（TOC）和硫含量）控制准确与否是能否获得高品质肥料的关键因素。 应用资料 42197 介绍了这一测量方法。
• 硫—与碳和氮一样，硫也是生物体摄取和合成几种氨基酸（半胱氨酸、胱氨酸和蛋氨酸）过程中必需的元素。硫缺乏会对蔬菜作物的生长造成不利影响。此外，在树叶和松树针中检测到的硫水平也是环境污染的一个指标。有关硫分析的更多信息，请下载 应用资料 42187。

有关更多信息，请下载 食谱。

这些分析可以由以下仪器执行：

MAS 200R 自动进样器 → FLASH 2000 NC 土壤分析仪

营养分析

除了元素分析仪之外，还可以使用离散分析仪来进行钾和磷的分析。与通过元素属性来测定营养元素的元素分析仪不同，离散分析仪的工作原理是通过营养元素与某些化学物质之间的特定化学反应来产生能被离散分析仪检测到的颜色。除了检测土壤，离散分析仪也可用于饮用水和废水分析。

查看 肥料分析研究实例。

矿物分析

植物生长需要矿物元素。这些矿物营养元素的需求量非常小（通常是 ppm 级），所以这些元素属于微量营养元素。这种矿物元素是金属元素，通常采用 ICP-OES 进行分析。

在进行分析之前，必须先从土壤中提取这些矿物营养元素。目前有多种萃取方法，如 DTPA-TEA、HCL 溶液、Mehlich-1、Mehlich-3 和总消化（EPA 3050B、3051A 和 3052 方法）。可以根据具体要求，采用不同的萃取方法。

矿物分析可以由以下仪器执行：

微波消化系统（来自 CEM）→ CETAC™ 自动进样器 → iCAP™ 7600 ICP-OES 分析仪

除了矿物金属元素之外，土壤中的有毒重金属（如砷（类金属）、镉、铅、汞）也可以使用相同的技术，或者采用灵敏度更高的冷蒸气原子吸收光谱仪、冷蒸气原子荧光光谱仪或 ICP-MS 技术来进行分析。美国 EPA 规定，进行生物固体（用作肥料）和土壤筛查时必须定量分析这些元素。必须将这些有毒金属维持在非常低的水平，以确保土壤和植物远离污染物，并防止我们摄入被污染的食品。

以色谱法、光谱法和电化学法为基础的多种技术已用于重金属分析。

ICP-OES 和 ICP-MS

使用 ICP-MS 进行土壤样品分析时，务必注意 ICP-MS 在总溶解固体（TDS）处理方面的局限性。ICP-MS 通常只能处理不到 0.2% 的 TDS。但是，利用氩气稀释或自动稀释技术，就能改善 ICP-MS 分析对高基质样品的耐受性。

用于有毒重金属 ICP-MS 分析的仪器：

CETAC™ 自动进样器 → iCAP™ Q ICP-MS

六价铬 (Cr (VI)) 也是存在于各工业领域（如化学和制革工业）的一种有毒物质。加利福尼亚州对饮用水和土壤中的六价铬进行了严格监管。

美国 EPA 已批准：

• 使用离子色谱分析检测饮用水中的 Cr (VI)（方法 218.7 ）
• 使用离子色谱分析检测地表水和工业废水中的 Cr (VI)（SW846 方法 7199）
• 使用 EPA SW846 方法 3060A 从土壤中提取 Cr (VI)

我们还开发出了一种离子色谱法，即采用加速容积萃取（ASE）制备样品，然后通过柱后衍生离子色谱进一步定量 Cr (VI)。下载 海报资料 70729。

用于测定土壤中 Cr (VI) 的仪器：

Dionex™ ASE™ 350 加速溶剂萃取仪 → Dionex™ ICS-5000+ Hybrid HPIC™ 系统 → Dionex™ Chromeleon™ 7.2 色谱数据系统

X 射线荧光 (XRF) 分析仪

便携式 XRF 是一款用于检测土壤中重金属元素的强大工具。XRF 分析仪一次能分析高达 25 种金属，它能对土壤样品进行现场分析，且无需样品消化。EPA SW846 方法 6200 使用 XRF 分析固体废物和土壤中的金属。但是，此方法的检测下限往往高于大多数 RCRA（资源保护和恢复法案）管制分析物的监管水平。此方法可在测定金属时用作原子吸收技术（如 ICP-OES 和 ICP-MS）的确证方法。尽管如此，该仪器仍然是一款功能强大的工具，适用于现场筛查和质量控制等应用。

XRF 不仅用于分析重金属，还可用于分析 S、P、Al、Mg、Si 和 U 等其他元素。

有关 XRF 用于土壤应用的更多信息，请访问 X 射线荧光 (XRF) 页面。

可以使用吸附剂和萃取后纯化柱来清除多余的干扰物。 

• In-cell 萃取，选用吸附剂来去除干扰物，使萃取和萃取后纯化步骤达到完全自动化。该选件能降低总体成本，减少制备时间，提高样品通量。
• 萃取后纯化柱 为纯化提取物提供了多种吸附剂，而且能降低溶剂和吸附剂在高温、高压下发生相互作用的几率。