土壤重金属检测仪

简介 4

1.1产品概述 4

1.2检测原理 4

1.3灵敏度4

第二章 仪器组成 5

第三章 软件操作说明 6

3.1开机 6

3.2镀膜 6

3.3检测 6

3.4历史记录 7

3.5电极维护 8

3.6方案管理 8

3.7曲线管理 9

3.8限值管理 9

第四章 测试前的准备及测试后的存放 10

4.1测试前的准备 10

4.2测试后的存放 10

第五章 各项目检测操作说明 11

5.1铅（Pb）/镉（Cd）/锌（Zn）检测操作说明书 11

5.2铜（Cu）检测操作说明书 12

5.3锰（Mn）检测操作说明书 13

5.4锡（Sn）检测操作说明书 14

5.5汞（Hg）检测操作说明书 15

5.6砷（As）检测操作说明书 16

5.7铁（Fe）检测操作说明书 17

5.8镍/钴（Ni/Co）检测操作说明书 18

5.9隐蔽剂的使用和注意 19

第六章 故障分析 20

6.1无峰或者显示数值低 20

6.2峰可见但是检测不到 20

6.3有峰但是不知道是什么物质 20

6.4测量之间的干扰 20

第七章 食品* 21

7.1镉* 21

7.2汞* 21

7.3铅* 22

7.4镍* 23

7.5砷* 23

第八章 土壤环境质量标准 24

8.1土壤环境质量分类 24

8.2标准分级 24

8.3各类土壤环境质量执行标准的级别规定 24

8.4各级土壤限值表 24

 简介

1.1产品概述 

土壤重金属检测仪是一款由我司自主研发的“新型”重金属检测设备，以其极低的成本与高灵敏度的特点，可以取代传统的原子吸收方法，大量应用于现场应急监测（如水环境污染、食品重金属污染等），水质、土壤、化妆品、食品、药品等领域的检测。

仪器采用阳极溶出伏安法(ASV)。此方法首先发明于19世纪二十年代，并于1959年为其*Jaroslav Heyrovsky 赢得了诺贝尔化学奖。目前在欧美已取代传统的原子吸收方法大量应用于医药、生物和环境分析中；美国EPA等机构已将其列为标准的检测方法。我国食品安全检测、水质检测等领域也把该检测方法列为国家标准方法之一，如GB 5009.12-2010 《食品中铅的测定》，GB/T 5009.123-2003《食品中铬的测定》，GB/T 13896-1992《水质中铅的测定》等。

1.2检测原理

便携式重金属检测仪的分析原理是阳极溶出伏安法(ASV)。

阳极溶出伏安法的过程如下：

①富集：将还原电势施加于工作电极。当电极电势超过析出电势溶液中被分析的金属离子(Mn+)还原为金属镀于工作电极表面，如下所示:

Mn+ + ne- M

电势施加时间越长，还原出来镀于电极表面（被称为“沉积”或“积累”过程）的金属越多。此过程在电极表面聚集金属。

②溶出：当足够的金属镀于工作电极表面，再向工作电极以恒定速度增加电势，金属将在电极上溶出（氧化）。对于给定电解质溶液和电极，每种金属都有特定的以下发生氧化反应的电压:

M Mn+ + ne-

该过程释放电子形成电流。测量该电流并将其对与应用电势作图，即为“伏安图”。氧化或溶出电势上的电流值被视为曲线峰值。为了计算样品浓度，需要测量峰高或者面积并且与相同条件下的标准溶液相比较。

1.3

对于大多数情况，仪器具有足够的灵敏度，精度和准确度，足以满足数据品质目标。当在野外使用时，受限于样品前处理设备，仅对样品进行初步提取，因此，所获取的检测数据需考虑偏差值。

可能影响现场分析度和准确度的条件包括:

• 取样均一性.

• 取样操作误差.

• 移液管误差.

• 不可预测的错误.

• 取样和分析杯的污染

• 对样品的提取效率

第三章 软件操作说明

3.1开机

①仪器开机进入检测界面

② 根据不同的检测项目，选用正确的工作电极，并对电极进行正确处理。

3.2镀膜

（仅选用工作电极为镀膜玻碳电极时需进行）

进入“电极维护”，选择镀膜方案B，点击“开始”，等待进程结束即可

3.3检测

① 进入“项目检测”，根据项目种类选择检测项目。

 ② 点击“下一步”， 仪器将自动选择默认方案及曲线。

可点击“检测方案信息”、“曲线详细信息”查看当前选择的方案及曲线的详细内容。也可根据 “方案”、“曲线”选择不同的方案和曲线进行测试。

③点击“下一步”，点击“开始”，等待进度完成。

 ④ 点击“下一步”，输入样品种类、样品名称、稀释倍数、限值范围。

注：稀释倍数=稀释倍数A*稀释倍数B

 ⑤峰值校正

目前无自动校正，需要手动校正。点击“校正峰值”，设置X₁ 和X₂，点击“计算”，计算结果显示峰值。(X₁ 和X₂设置依据为开始出峰的位置和出峰结束的位置，参考图示。)

⑥计算完成之后，点击检测结果界面任意地方，返回即可获得检测结果。

 ⑦点击“保存”，保存检测数据。

3.4历史记录

进入“历史记录”界面，选择日期，可按检测时间查询检测记录，包括检测方案、样品种类、样品名称、扫描方式、峰高、浓度、结果等信息。

3.5电极维护

 ① 进入“电极维护”界面，可进行电极的镀膜、清洗（未脱膜）、清洗（脱膜）操作，维护方案可通过设定参数进行自定义。检测完成后，应*行脱膜清洗，而后打磨电极。

 ②电极初次使用或使用一段时间后，可用0.5M H₂SO₄对电极进行活化。选择“循环伏安法”，点击“开始”。

 ③电极性能表征(用0.2M KNO₃-0.001M 铁循环扫描，电压相差60-90mv性能较佳)

注：‚、ƒ步有条件的可以操作，无条件的只要按电极一般处理和维护就可以。

3.6方案管理

 ① 点击“方案管理”，进入“检测项目选择”界面，用户可选择仪器内置的检测项目进行维护或修改，也可按工作电极的分类添加检测项目。

 ② 点击“下一步”进入“方案参数”界面，用户可自定义检测参数、检测方法、扫描方式等，实现

原有检测方案的修改/维护与新方案的开发。

 3.7曲线管理

① 点击“曲线管理”，进入“检测项目选择”界面，选择检测项目。

 ② 点击“下一步”进入“曲线管理”界面。

选择检测方案及曲线，输入浓度及测量值，可实现对已有曲线的修改，或新增曲线。

3.8限值管理

点击“限值管理”，进入“限值管理”界面，可选择应用领域，所检测的元素，可自行输入相应的限值（根据新标准更改）。

 第四章 测试前的准备及测试后的存放

4.1测试前的准备

1.  从三个电极上去除保护帽

2. 确认参比电极(透明材质) 中的电解液无可见气泡，玻璃应该浸湿，银丝为均匀的褐色或者黑色。

3. 对于玻碳电极（底端黑色），必须为亮黑色，无瑕疵，孔洞或者灰尘。玻碳工作电极的准备通过使用蒸馏水和抛光套件进行准备。

4. 对于金电极(底端金色), 为金色，没有明显的沉积或者划痕。

5. 对电极（底端银白色）不需要准备。

6. 在相应标示的电极孔位置插入电极。

注意不要让手指或者油污接触到电极表面。

警告:如果开机时只连接工作电极而不连接参比电极，将产生开路并可能损坏工作电极。 

7. 安装好电解池，并且连接电解池与仪器之间的线缆。

4.2测试后的存放

1. 将有镀膜的电极*行脱膜清洗（可自行设定电压和时间），直至*脱膜，从分析池底座中取出。

2. 取出后加入去离子水和抛光粉在抛光皿上打磨（垂直电极用力画圈或画8字），以防电极划损或清洗不到位影响性能。

3. 使用去离子水冲洗干净，有条件可以超声清洗几分钟，洗得更干净。

4. 用纸巾擦干后套上保护帽。

警告: 不要在分析池组件中留下任何溶液，避免电极被腐蚀。

5. 移开分析杯后，避免马上倒置电极座，以防液滴进入电极座体内引起电机损坏，搅拌器可能出现故障不运转。若出现此种情况应更换电机。

第五章 各项目检测操作说明

5.1铅（Pb）/镉（Cd）/锌（Zn）检测操作说明书

注：所有样品检测液pH需调节近中性（5.6~7.0）后进行测试。

一、样品前处理

称取0.5 g样品（研碎或过筛）于离心管中，加入1 mL 提取液，加纯水至10 mL。超声功率为200 W条件下，50 ℃超声提取30 min。提取后过滤或者离心5 min (4000 r/min)，将上清液转移至干净的离心管中，即为待测样品液。（稀释倍数A：20倍）

二、电极准备

工作电极需要打磨清洗，正确安装三电极体系。玻碳电极为工作电极，装入标示有W的孔位；银-氯化银电极为参比电极，插入标示有R的孔位；铂盘电极为对电极，插入标示有C的孔位。

三、镀膜

1、连接好仪器，开机进入重金属检测界面。

2、制备镀膜液：取0.5 mL镀膜液（B），加纯净水至10 mL。

3、进入电极维护界面，选择镀膜方案B上机镀膜。

注：膜含易升华物质，在清洗完毕前，电极禁止暴露在空气中。

四、检测

取2 mL样品液于电解杯中，加入0.5 mL电解液（Cd/Pb/Cu/Zn），加纯净水至10 mL，混匀，上机测试。（稀释倍数B：5）

五、检测范围

样品终浓度已经乘以稀释倍数100（=稀释倍数A×稀释倍数B），此稀释倍数的样品检测范围为(1~100 ppm)，超出检测范围，可自行调整稀释倍数。

六、氧化溶出特征峰电位（仅供参考）

铅：–0.45 V     镉：–0.63 V     锌：–1.1 V

5.2铜（Cu）检测操作说明书

注：所有样品检测液pH需调节近中性（5.6~7.0）后进行测试。

一、样品前处理

称取0.5 g样品（研碎或过筛）于离心管中，加入1 mL 提取液，加纯水至10 mL。超声功率为200 W条件下，50 ℃超声提取30 min。提取后过滤或者离心5 min (4000 r/min)，将上清液转移至干净的离心管中，即为待测样品液。（稀释倍数A：20倍）

二、电极准备

工作电极需要打磨清洗，正确安装三电极体系。玻碳电极为工作电极，装入标示有W的孔位；银-氯化银电极为参比电极，插入标示有R的孔位；铂盘电极为对电极，插入标示有C的孔位。

三、镀膜

1、连接好仪器，开机进入重金属检测界面。

2、制备镀膜液：取0.5 mL镀膜液（B），加纯净水至10 mL。

3、进入电极维护界面，选择镀膜方案B上机镀膜。

注：膜含易升华物质，在清洗完毕前，电极禁止暴露在空气中。

四、检测

取2 mL样品液于电解杯中，加入0.5 mL电解液（Cd/Pb/Cu/Zn），加入1 mL添加剂（Cu），加纯净水至10 mL，混匀，上机测试。（稀释倍数B：5）

五、检测范围

样品终浓度已经乘以稀释倍数100（=稀释倍数A×稀释倍数B），此稀释倍数的样品检测范围为(1~100 ppm)，超出检测范围，可自行调整稀释倍数。

六、铜的氧化溶出特征峰电位（仅供参考）

铜：–0.46 V

5.3锰（Mn）检测操作说明书

注：所有样品检测液pH需调节近中性（5.6~7.0）后进行测试。

• 样品前处理

称取0.5 g样品（研碎或过筛）于离心管中，加入1 mL 提取液，加纯水至10 mL。超声功率为200 W条件下，50 ℃超声提取30 min。提取后过滤或者离心5 min (4000 r/min)，将上清液转移至干净的离心管中，即为待测样品液。（稀释倍数A：20倍）

二、电极准备

工作电极需要打磨清洗，正确安装三电极体系。玻碳电极为工作电极，装入标示有W的孔位；银-氯化银电极为参比电极，插入标示有R的孔位；铂盘电极为对电极，插入标示有C的孔位。

三、镀膜

1、连接好仪器，开机进入重金属检测界面。

2、制备镀膜液：取0.5 mL镀膜液（B），加纯净水至10 mL。

3、进入电极维护界面，选择镀膜方案B上机镀膜。

注：膜含易升华物质，在清洗完毕前，电极禁止暴露在空气中。

四、检测

取2 mL样品液于电解杯中，加入0.5 mL电解液（Mn），加纯净水至10 mL，混匀，上机测试。（稀释倍数B：5）

五、检测范围

样品终浓度已经乘以稀释倍数100（=稀释倍数A×稀释倍数B），此稀释倍数的样品检测范围为(1~100 ppm)，超出检测范围，可自行调整稀释倍数。

六、锰的氧化溶出特征峰电位（仅供参考）

锰：–1.43 V

5.4锡（Sn）检测操作说明书

注：所有样品检测液pH需调节近中性（5.6~7.0）后进行测试。

• 样品前处理

称取0.5 g样品（研碎或过筛）于离心管中，加入1 mL 提取液，加纯水至10 mL。超声功率为200 W条件下，50 ℃超声提取30 min。提取后过滤或者离心5 min (4000 r/min)，将上清液转移至干净的离心管中，即为待测样品液。（稀释倍数A：20倍）

二、电极准备

工作电极需要打磨清洗，正确安装三电极体系。玻碳电极为工作电极，装入标示有W的孔位；银-氯化银电极为参比电极，插入标示有R的孔位；铂盘电极为对电极，插入标示有C的孔位。

三、镀膜

1、连接好仪器，开机进入重金属检测界面。

2、制备镀膜液：取0.5 mL镀膜液（B），加纯净水至10 mL。

3、进入电极维护界面，选择镀膜方案B上机镀膜。重复镀膜2次。

注：膜含易升华物质，在清洗完毕前，电极禁止暴露在空气中。

四、检测

取2 mL样品液于电解杯中，加入0.5 mL电解液（Sn），加入1 mL添加剂（Sn），加纯净水至10 mL，混匀，上机测试。（稀释倍数B：5）

五、检测范围

样品终浓度已经乘以稀释倍数100（=稀释倍数A×稀释倍数B），此稀释倍数的样品检测范围为(1~100 ppm)，超出检测范围，可自行调整稀释倍数。

六、锡的氧化溶出特征峰电位（仅供参考）

锡：–0.47 V

5.5汞（Hg）检测操作说明书

注：所有样品检测液pH需调节近中性（5.6~7.0）后进行测试。

一、样品前处理

称取0.5 g样品（研碎或过筛）于离心管中，加入1 mL 提取液，加纯水至10 mL。超声功率为200 W条件下，50 ℃超声提取30 min。提取后过滤或者离心5 min (4000 r/min)，将上清液转移至干净的离心管中，即为待测样品液。（稀释倍数A：20倍）

二、电极准备

工作电极需要打磨清洗，正确安装三电极体系。金电极为工作电极，装入标示有W的孔位；银-氯化银电极为参比电极，插入标示有R的孔位；铂盘电极为对电极，插入标示有C的孔位。

三、检测

取2 mL样品液于电解杯中，加入0.5 mL电解液（Hg），加纯净水至10 mL，混匀，上机测试。（稀释倍数B：5）

四、检测范围

样品终浓度已经乘以稀释倍数100（=稀释倍数A×稀释倍数B），此稀释倍数的样品检测范围为(1~100 ppm)，超出检测范围，可自行调整稀释倍数。

五、汞的氧化溶出特征峰电位（仅供参考）

汞：+0.78 V

5.6砷（As）检测操作说明书

注：所有样品检测液pH需调节近中性（5.6~7.0）后进行测试。

• 样品前处理

称取0.5 g样品（研碎或过筛）于离心管中，加入1 mL 提取液，加纯水至10 mL。超声功率为200 W条件下，50 ℃超声提取30 min。提取后过滤或者离心5 min (4000 r/min)，将上清液转移至干净的离心管中，即为待测样品液。（稀释倍数A：20倍）

二、电极准备

工作电极需要打磨清洗，正确安装三电极体系。金电极为工作电极，装入标示有W的孔位；银-氯化银电极为参比电极，插入标示有R的孔位；铂盘电极为对电极，插入标示有C的孔位。

三、检测

取2 mL样品液于电解杯中，加入0.5 mL电解液（As），加纯净水至10 mL，混匀，上机测试。（稀释倍数B：5）

四、检测范围

样品终浓度已经乘以稀释倍数100（=稀释倍数A×稀释倍数B），此稀释倍数的样品检测范围为(1~100 ppm)，超出检测范围，可自行调整稀释倍数。

五、砷的氧化溶出特征峰电位（仅供参考）

砷：+0.19 V

六、隐蔽剂的使用和注意

（1）使用

待测峰附近有杂峰且干扰较大，可以加入适量的隐蔽剂，予以排除干扰。

取2 mL样品液于电解杯中，加入1 mL隐蔽剂，混匀，反应5 min，加入电解液，加纯净水至10 mL，混匀，上机测试。

‚基线很高，不出峰，也可以尝试加入隐蔽剂。

1. 注意

加入隐蔽剂后有可能会生成沉淀、产生气体等现象，不影响测试。在通风处加入，注意防护，口鼻不要靠近，非必要情况下不使用。

‚所用隐蔽剂除了不适用于铁（Fe）的测试，其他元素都可以使用。

5.7铁（Fe）检测操作说明书

注：所有样品检测液pH需调节近中性（5.6~7.0）后进行测试。

一、样品前处理

称取0.5 g样品（研碎或过筛）于离心管中，加入1 mL 提取液，加纯水至10 mL。超声功率为200 W条件下，50 ℃超声提取30 min。提取后过滤或者离心5 min (4000 r/min)，将上清液转移至干净的离心管中，即为待测样品液。（稀释倍数A：20倍）

二、电极准备

工作电极需要打磨清洗，正确安装三电极体系。金电极为工作电极，装入标示有W的孔位；银-氯化银电极为参比电极，插入标示有R的孔位；铂盘电极为对电极，插入标示有C的孔位。

三、检测

取2 mL样品液于电解杯中，加入0.5 mL电解液（Fe），加纯净水至10 mL，混匀，上机测试。（稀释倍数B：5）

四、检测范围

样品终浓度已经乘以稀释倍数100（=稀释倍数A×稀释倍数B），此稀释倍数的样品检测范围为(1~100 ppm)，超出检测范围，可自行调整稀释倍数。

五、铁的氧化溶出特征峰电位（仅供参考）

铁：–0.75 V

5.8镍/钴（Ni/Co）检测操作说明书

注：所有样品检测液pH需调节近中性（5.6~7.0）后进行测试。

一、样品前处理

称取0.5 g样品（研碎或过筛）于离心管中，加入1 mL 提取液，加纯水至10 mL。超声功率为200 W条件下，50 ℃超声提取30 min。提取后过滤或者离心5 min (4000 r/min)，将上清液转移至干净的离心管中，即为待测样品液。（稀释倍数A：20倍）

二、电极准备

工作电极需要打磨清洗，正确安装三电极体系。金电极为工作电极，装入标示有W的孔位；银-氯化银电极为参比电极，插入标示有R的孔位；铂盘电极为对电极，插入标示有C的孔位。

三、检测

取2 mL样品液于电解杯中，加入0.5 mL电解液（Ni/Co），加纯净水至10 mL，混匀，上机测试。（稀释倍数B：5）

四、检测范围

样品终浓度已经乘以稀释倍数100（=稀释倍数A×稀释倍数B），此稀释倍数的样品检测范围为(1~100 ppm)，超出检测范围，可自行调整稀释倍数。

五、镍/钴的氧化溶出特征峰电位（仅供参考）

镍：–0.27 V    钴：0 V

5.9隐蔽剂的使用和注意

（1）使用

待测峰附近有杂峰且干扰较大，可以加入适量的隐蔽剂，予以排除干扰。

取2 mL样品液于电解杯中，加入1 mL隐蔽剂，混匀，反应5 min，加入电解液，加纯净水至10 mL，混匀，上机测试。

‚基线很高，不出峰，也可以尝试加入隐蔽剂。

1. 注意

加入隐蔽剂后有可能会生成沉淀、产生气体等现象，不影响测试。在通风处加入，注意防护，口鼻不要靠近，非必要情况下不使用。

‚所用隐蔽剂除了不适用于铁（Fe）的测试，其他元素都可以使用。

第六章 故障分析

6.1无峰或者显示数值低

如果已知样品中含有分析物而不显示峰值或者结果，但是标准样显示峰值正常，样品中可能含有有机物或者其他抑制物与所分析金属离子发生配位反应。这些样品需要进行处理使得离子从配位体中被释放出来。 可以加入适量的隐蔽剂，消除干扰。

如果新配制的标准液无峰显示，或者出现不正常的小峰值，可能是由以下原因引起。

a) 不正确的电解液。因为一些元素需要特定的电解液进行分析。例如，Sn必须在酸性溶液中进行测量。

b) 连接不稳定，检查所有电极与仪器的连接是否正确，牢固。同时检查电极连接器是否连接到正确的电极。

c) 工作电极表面条件差。抛光电极表面，对电极进行维护。根据应用需要进行适当的电镀或者预处理。

d) 不干净的分析杯，电极或者搅拌器。每个样品或者标准样必须使用一个新的或者干净的分析杯。杯内，电极上或搅拌器上的残余有机物可能与金属离子配位，使得该方法不可观测金属离子。

e) 搅拌电机问题。在富集过程中，敏感度很大程度上依赖于搅拌效率。检查搅拌电机是否正常运行，若有故障需进行维修或者更换。

6.2峰可见但是检测不到

如果使用程序可见峰，但是不能被仪器测量到，峰值可能处于检测窗口之外。这可能有四种原因，检查应用手册上所测量元素峰的应在位置。.

a) 不正确的电解液，检查应用说明确认电解液是否正确。

b) 参比电极条件差。如果参比电极状态不好，峰电势可能漂移。如果标准溶液显示出峰漂移，参比电极可能需要进行维护。

c) 较强的溶液基质效应，例如土壤提取物可能导致峰值在正常值之外。如果标准峰值在正常窗口之内但是样品不是，那么这可能是这种情况。调整峰窗口使其包含样品和标准样的峰值。

6.3有峰但是不知道是什么物质

如果测量完成后，出现峰，但是电位不对或是不在所检测的重金属元素电位里，该如何判断这是何种重金属，下面提供几个方面参考：

• 不正确的检测方案，检查检测项目是否正确。
• 溶液pH不对，需要调节pH的范围5~7之间。
• 也不排除出现所测元素之外的其他元素，可以加入目标物标准溶液确认。有条件可以用ICP-MS，进一步确认。

6.4测量之间的干扰

如果仪器被用于具有不同注意事项的不同分析，需要避免由于前一次的污染所带来的错误。为了减小干扰，使用去离子水*清洗分析池顶部并且使用新的分析杯。在分析高浓度样品时，要经常更换清洗用水。

第七章 食品*

参考国家标准GB 2762-2012 列出了食品中各种金属的的限值分类如下：

7.1镉* 

7.2汞*

7.3铅*

7.4镍*

7.5砷*

第八章 土壤环境质量标准

根据GB 15618-1995《土壤环境质量标准》，要求如下：

8.1土壤环境质量分类

根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类:

I类：主要适用于国家规定的自然保护区(原有背景重金属含量高的除外)、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤，土壤质量基本上保持自然背景水平。

II类：主要适用于农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤，土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。

III类：主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤(蔬菜地除外)。土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。

8.2标准分级

一级标准为保护区域自然生态，维持自然背景的土壤环境质量的限制值。

二级标准为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值。

三级标准为保障农林业生产和植物正常生长的土壤临界值。

8.3各类土壤环境质量执行标准的级别规定

I类土壤环境质量执行一级标准;

II类土壤环境质量执行二级标准:

III类土壤环境质量执行三级标准。

8.4各级土壤限值表

土壤环境质量标准值          mg/kg

注:① 重金属(铬主要是三价)和砷均按元素量计，适用干阳离子交换量>5 cmol(+)/kg的土壤，若≤5 cmol(+)/kg ，其标准值为表内数值的半数。②水旱轮作地的土壤环境质量标准，砷采用水田值，铬采用旱地值。