GBT 22105.2-2026 土壤质量 总汞、总砷、总铅的测定 原子荧光法 第2部分土壤中总砷的测定标准立项发展报告

土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法第2部分：土壤中总砷的测定标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SoilQuality—DeterminationofTotalMercury,TotalArsenicandTotalLead—AtomicFluorescenceSpectrometry—Part2:DeterminationofTotalArsenicinSoil摘要随着我国工业化、城镇化进程的持续推进以及农业集约化程度的不断提高，土壤重金属污染已成为影响生态环境质量、农产品安全和人民群众身体健康的重要环境问题。其中，砷作为一类致癌物，因其在土壤环境中的持久性、生物累积性和高毒性，被列为土壤环境质量监测的重点指标之一。原子荧光光谱法（AFS）凭借其灵敏度高、检出限低、选择性好、仪器成本相对低廉等优势，已成为我国土壤总砷测定的主流分析方法之一。本报告基于GB/T22105.2-2026《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法第2部分：土壤中总砷的测定》标准立项背景，从标准修订的必要性出发，系统阐述了我国土壤砷污染现状与监测需求、现行标准的局限性、国际标准发展趋势、标准修订的技术内容与创新点，并对标准实施后的预期效益进行了分析。报告指出，该标准的修订是适应国家土壤污染防治战略需求、完善土壤环境监测技术标准体系的重要举措，对于提升土壤总砷检测数据的准确性、可比性和可靠性，支撑《土壤污染防治法》实施和"十四五"生态环境保护工作具有重要的现实意义。关键词：土壤质量；总砷测定；原子荧光光谱法；标准修订；土壤污染防治Keywords:SoilQuality;DeterminationofTotalArsenic;AtomicFluorescenceSpectrometry;StandardRevision;SoilPollutionPreventionandControl一、引言1.1研究背景与意义土壤是人类赖以生存和发展的物质基础，也是生态系统物质循环和能量流动的重要载体。然而，长期以来，粗放型经济增长方式导致我国土壤环境质量面临严峻挑战。2014年原环境保护部与原国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤总超标率为16.1%，其中无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%，砷的点位超标率达2.7%。砷在土壤中的累积不仅影响土壤生态功能，还可通过农作物吸收进入食物链，对人体健康构成潜在威胁。国际癌症研究机构（IARC）已将无机砷列为Ⅰ类致癌物。为系统推进土壤污染治理与修复工作，国家相继出台了一系列重大政策法规。2016年国务院印发《土壤污染防治行动计划》（简称"土十条"），明确提出开展土壤污染状况详查、实施农用地分类管理和建设用地准入管理等任务。2018年8月31日，《中华人民共和国土壤污染防治法》正式颁布并于2019年1月1日起施行，标志着我国土壤污染防治工作进入法治化、规范化的新阶段。2019年1月1日起施行的《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）对农用地土壤中总砷的含量限值（如pH≤5.5时水田、其他分别为30mg/kg、40mg/kg，pH>7.5时分别为20mg/kg、25mg/kg）提出了明确要求。2022年生态环境部等七部门联合印发的《"十四五"土壤、地下水和农村生态环境保护规划》进一步强调了完善土壤环境监测网络、提升监测能力的工作方向。在此背景下，土壤总砷的准确测定已成为土壤环境质量评价、污染状况调查和风险管控的重要技术支撑。标准方法的科学性和先进性直接关系到监测数据的质量，进而影响环境管理决策的正确性和有效性。1.2标准立项的必要性与紧迫性GB/T22105-2008《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法》自2008年发布实施以来，在我国土壤环境监测和科研工作中发挥了重要的基础性作用。然而，随着检测技术水平的不断提高、环境管理需求的日益严格以及方法应用范围的持续扩展，该标准在实际应用过程中逐渐暴露出以下突出问题：其一，样品前处理方法存在适用范围局限。现行标准推荐的电热板消解和微波消解方法，在应对部分高有机质含量或特殊矿物组成的土壤样品时，存在消解不完全、砷回收率偏低等问题。近年来广泛应用的王水水浴消解法已成为土壤砷测定领域的主流前处理技术，在环保行业标准（HJ680-2013）中得到了充分验证和广泛应用，但原有国家标准尚未将其纳入。其二，方法性能指标需进一步优化和完善。随着新型原子荧光仪器的技术进步，仪器灵敏度、稳定性和自动化程度均有显著提升，原标准中的部分检出限、精密度和准确度指标已不能充分反映当前仪器水平。此外，标准中缺少对质量控制措施的系统性规定，如标准物质验证要求、平行样控制限、加标回收率控制区间等，难以满足现代实验室质量管理的需要。其三，与国际标准和国内相关标准体系的协调性有待加强。ISO20280:2007《土壤质量王水溶解王水中砷、锑和硒的测定氢化物发生原子吸收光谱法或氢化物发生原子荧光光谱法》以及我国环保行业标准HJ680-2013《土壤和沉积物汞、砷、硒、铋、锑的测定微波消解/原子荧光法》等对样品消解和测定条件等技术内容进行了更新，而GB/T22105-2008中部分技术参数和操作规范与上述标准间存在不一致之处，不利于跨部门、跨行业监测数据的相互比较与互认，有必要进行调整和完善。1.3标准的法律效力与应用范围本文件是土壤环境质量监测领域的推荐性国家标准（GB/T），由中国石油和化学工业联合会提出，全国土壤质量标准化技术委员会归口管理。标准规定了测定土壤中总砷的原子荧光光谱法，明确了方法的原理、试剂与材料、仪器与设备、样品采集与前处理、分析步骤、结果计算与表示、精密度和准确度、质量保证与质量控制等技术要求。标准适用于各种类型土壤中总砷含量的测定，方法检出限、测定范围等关键性能指标的设计充分考虑了GB15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中砷的筛选值和管控值要求，能够满足不同场景下土壤环境质量评价和监测的需求。二、标准编制背景与国内外现状分析2.1我国土壤砷污染形势与监测需求土壤中砷的分布具有明显的地域性特征。除自然地质来源外，矿产开采与冶炼、燃煤、化工生产含砷废水废渣排放以及含砷农药化肥的长期施用等人为活动，是造成局部区域土壤砷累积的重要因素。据《全国土壤污染状况调查公报》数据，我国土壤砷污染主要集中在有色金属矿区周边、部分化工企业遗留场地以及西南地区的一些高背景值区域。近年来多起涉及砷超标农产品的公共事件，进一步凸显了土壤砷监测及其数据质量的极端重要性。生态环境部组织开展的全国土壤污染状况详查工作中，总砷被列为农用地和建设用地的必测项目。依据《排污单位自行监测技术指南土壤环境中重金属（试行）》和《建设用地土壤污染风险管控和修复监测技术导则》（HJ25.2-2019）等文件，掌握准确可靠的土壤总砷含量数据，是开展风险评估、确定修复目标、评估修复效果等工作的基础。为此，建立和完善与国际接轨、适用性广、可靠性强的总砷测定标准方法，已成为当务之急。2.2现行标准的实施情况与应用成效GB/T22105.2-2008自发布以来，在全国各级环境监测站、农业环保监测机构、科研院所和第三方检测实验室中得到了广泛的应用。该标准所确立的原子荧光光谱法与氢化物发生-原子荧光（HG-AFS）原理相衔接，具有以下突出技术优势：（1）灵敏度高：利用高强度空心阴极灯激发原子荧光光谱进行定量分析，对砷的检出限可达ng/mL级别，能够满足痕量砷的分析需求。（2）选择性好：采用硼氢化钾为还原剂将砷转化为砷化氢（AsH₃）气体，经载气（氩气）导入石英原子化器后测定原子荧光强度，有效实现了砷与大量基体成分的分离，显著降低了基体干扰效应，分析结果准确度高。（3）仪器设备普及程度高，运行成本相对低廉，易于在各类实验室推广使用，尤其适合大批量样品的分析监测工作。标准的实施为土壤环境监测提供了统一、规范的技术依据，有力地支撑了全国土壤污染状况详查、农产品产地土壤重金属污染普查等工作，取得了显著的社会效益和环境效益。2.3国内外相关标准和技术进展国际上，ISO/TC190（Soilquality）针对土壤中砷的测定制定了一系列方法标准。其中，ISO20280:2007《Soilquality—Determinationofarsenic,antimonyandseleniuminaquaregiasoilextractswithelectrothermalorhydridegenerationatomicabsorptionspectrometry》采用王水消解后以氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）进行测定。我国环保行业在2013年发布了HJ680-2013，采用微波消解/原子荧光法测定土壤和沉积物中的汞、砷、硒、铋和锑；2014年原农业部发布NY/T3424-2019等标准用于肥料及土壤改良剂中砷的测定。2023年发布的GB/T39234-2020则针对土壤中有效态砷的测定规定了相应方法。在技术方面，近年来我国原子荧光光谱技术取得了长足发展。新一代原子荧光仪器在光学系统、原子化器、气液分离装置、自动进样系统等方面实现了全面升级，普遍采用顺序注射进样、断续流动、双通道或全正交双光束光学结构，智能化程度显著提升，仪器灵敏度和长期稳定性大幅改善。此外，高效液相色谱-原子荧光联用（HPLC-AFS）技术在砷形态分析方面的发展也为无机砷的分离和检测提供了新的可能。样品前处理方面，聚焦微波消解、石墨消解等自动化设备的普及使大批量样品前处理的效率和一致性显著提升。上述标准的发布和新技术的成熟，为新版GB/T22105.2的修订提供了重要的技术依据和参考素材。三、标准修订的主要内容3.1标准的技术路线与适用范围经过标准编制工作组广泛调研和实验验证，保留GB/T22105.2-2008中原子荧光光谱法测定土壤总砷的基本方法框架，重点对样品前处理方法、仪器分析条件、方法性能指标、质量控制措施等内容进行系统修订。修订后标准扩大了方法的适用范围，增加了消解方法的可选类型，更新了检出限和精密度指标以满足《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）和《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB36600-2018）对砷检测的需求。新版标准方法的主要技术原理为：试样经酸消解后，试液中的砷以无机态形式存在于溶液中，在强酸性介质中，以硼氢化钾（KBH₄）为还原剂，使砷还原生成砷化氢（AsH₃）气体，由氩气载入石英原子化器中进行原子化，基态砷原子在特制砷空心阴极灯的激发下产生原子荧光，其荧光强度在一定浓度范围（0-100μg/L）内与砷含量成正比，通过标准曲线法进行定量分析。3.2标准架构与主要技术变化3.2.1样品前处理方法体系的拓展与优化本次修订中最核心的技术变化之一是对样品前处理方法进行了系统完善。原标准中的电热板消解方法在实际使用中暴露出消解时间长、耗酸量大、对于难消解土壤基质存在回收率偏低等不足。修订后的标准整合了现行标准中的可靠性方法，将以下消解方式纳入可选择范围：（1）王水-水浴消解法：适用于常规土壤样品的大批量快速处理，操作简便。该法以王水（HCl-HNO₃）为消解剂，在沸水浴条件下加热分解土壤试样，已被HJ680-2013等环保标准广泛使用，结果表明其对不同土壤基体具有良好的适应性，操作简便，成本较低。（2）电热板消解法：采用HCl-HNO₃-HF-HClO₄四酸体系进行分解，适合土壤矿物晶格结合的砷的测定，尤其适用于需要全量消解的土壤类型。（3）微波消解法：以HNO₃-HF等溶剂体系在密闭微波消解罐中进行，具有消解快速完全、试剂用量少、样品污染风险低的优势。修订后标准明确了上述消解方法的适用范围和质量控制要求，使用者可根据样品特性和实验室条件因地制宜地选择合适的前处理方式，从而有效克服了原标准单一前处理方法的局限性。3.2.2仪器条件的优化更新标准编制组结合近期大量验证实验数据，在不同型号的原子荧光光谱仪上完成了方法性能的协同验证。相较原有标准，新版标准主要仪器条件参数的调整体现在以下方面：（1）仪器操作条件进行了适应性调整，如空心阴极灯灯电流（一般为60-100mA）、原子化器温度和高度、屏蔽气和载气流速等参数的推荐值或调节范围都做了相应的更新。这些调整结合了主流仪器厂商的技术参数推荐和验证实验结果。（2）增加样品自动进样和在线还原剂添加等条件的说明，以适应现代仪器自动化程度提升的现状。3.2.3方法性能指标的更新依据测定方法验证和协作实验的统计结果，修订后的标准在方法检出限、测定下限和精密度等核心性能参数方面进行了重新设定，并增加了方法的测定范围指标。新版标准的检出限、测定下限和精密度的量值设定充分考虑了不同消解方法和仪器条件间的差异，确保方法性能在不同实验室间具有良好的可重现性。这对标准的实际推广使用、实验室方法验证和检测报告的质量控制都具有直接的指导意义。3.2.4质量控制条款的系统强化为保证测定结果的可靠性，修订后的标准新增"质量保证与质量控制"章节，系统规定了以下技术要求：-标准物质验证要求：每批次样品应至少测定一个有证土壤标准物质（如GBW07401-GBW07408系列），测定结果应在标准物质保证值（或扩展不确定度）范围内。-平行样测定要求：每批次样品中，平行样数量应不少于样品总数的10%，平行样相对偏差应控制在允许范围内。-加标回收率要求：每批次样品应至少随机抽取一个样品开展基体加标回收实验，加标回收率应在75%~110%范围内。-空白试验与控制：每批次样品应至少带两个空白试验，空白值应低于方法检出限。-标准曲线和仪器稳定性检查要求：规定了标准曲线相关系数要求及中间浓度点回测的相对偏差控制范围。上述质量控制措施的补充和完善，使标准的技术内容更加系统和严密，与实验室资质认定（CMA）和实验室认可（CNAS）体系质量管理要求实现了有效衔接。3.3标准与现行法规政策和相关标准的协调性本文件编制过程中严格遵循《中华人民共和国标准化法》的规定，在技术内容层面进行了充分的协调性评估：（1）本标准方法检出限、测定范围等相关量的设置与GB15618-2018农用地土壤污染风险管控标准中总砷的筛选值和管制值，以及GB36600-2018《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》第一类、第二类用地的筛选值和管制值存在合理匹配关系，能够满足不同管理需求下的检测要求。（2）本标准的修订在方法学框架上与已发布实施的GB/T22105.1-2008《土壤质量总汞、总砷、总铅的测定原子荧光法第1部分：土壤中总汞的测定》以及GB/T22105.3-2008（第3部分：土壤中总铅的测定）保持协调统一。（3）本标准在消解体系和仪器条件等技术内容方面注意与HJ680-2013、HJ766-2015等环保行业标准的方法体系衔接，以保障不同性质实验室、不同标准体系下获取的土壤总砷数据具有可比性。四、标准主要起草单位简介4.1标准牵头单位——中国科学院南京土壤研究所中国科学院南京土壤研究所（以下简称"南京土壤所"）成立于1953年，前身为中央地质调查所土壤研究室，是我国土壤科学领域历史最为悠久、综合研究实力最强的国家级专业研究机构之一。南京土壤所长期致力于土壤资源与利用、土壤化学与环境保护、土壤环境质量监测与污染修复等方向的基础研究和应用研究，为我国土壤科学的发展和土壤环境保护事业作出了持续而重要的贡献。依托其建有的土壤与环境分析测试中心等实验平台，南京土壤所在土壤重金属分析方法和标准物质研制方面积