土壤中重金屬的測(cè)定方法簡(jiǎn)述

曲建偉

摘 要 隨著工業(yè)的快速發(fā)展，重金屬帶來的土壤污染問題日益嚴(yán)重?；诖耍槍?duì)土壤重金屬的來源與危害，對(duì)近年來廣泛使用的土壤樣品前處理和重金屬含量測(cè)定方法進(jìn)行了綜述。常見的樣品處理方法有濕式消解法、干灰化法和微波消解法3種消解方法；常用的重金屬含量測(cè)定方法主要有：分光光度法、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法。

關(guān)鍵詞 重金屬；土壤；危害；測(cè)定方法

中圖分類號(hào)：X53；X833 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）15-0-02

近年來，冶金、建筑、化工等諸多行業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致對(duì)資源的需求量日益加大，但隨之而來的是污染問題的日益嚴(yán)重。重金屬的污染給生產(chǎn)和生活帶來的危害已經(jīng)向人們敲響了警鐘。首先，要正確面對(duì)重金屬污染情況，并積極采取相應(yīng)的措施加以改善；其次，要建立高效、快速、簡(jiǎn)單、便于操作的重金屬樣品前處理方法和分析檢測(cè)方法，對(duì)土壤進(jìn)行合理和及時(shí)地監(jiān)控，防止污染問題的發(fā)生和發(fā)展；最后，環(huán)境的保護(hù)和改善人人有責(zé)，從生活中不亂扔廢舊電池等一些小事做起，時(shí)刻踐行保護(hù)環(huán)境。

1 土壤中重金屬的主要危害

隨著開采礦產(chǎn)、冶煉加工活動(dòng)的增加，廢水、廢氣和廢渣的大肆排放，導(dǎo)致土壤中鉛、鉻、鎘等一些重金屬嚴(yán)重超標(biāo)，而通過食物鏈的傳遞，人類的健康受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。研究表明，食用含鎘的大米之后，人體會(huì)產(chǎn)生多重影響。例如，尿液中鎘元素含量的增高；貧血、骨痛病、癌癥等疾病的發(fā)病率也會(huì)升高，對(duì)健康造成嚴(yán)重而長久的危害。

2 土壤中重金屬的樣品前處理方法

目前，常見的樣品處理方法主要有干灰化法、濕法消解法和微波消解法3種。下面將詳細(xì)介紹該3種方法.

2.1 濕法消解法

濕法消解采用具有強(qiáng)氧化性的有機(jī)酸，加熱破壞樣品中有機(jī)物，將目標(biāo)產(chǎn)物無機(jī)成分充分釋放出來，進(jìn)而形成較為穩(wěn)定的無機(jī)化合物，以便于下一步進(jìn)行分析測(cè)定。由于濕法消解所需條件簡(jiǎn)單，便于操作。因此，是制備重金屬樣品時(shí)經(jīng)常采用的前處理方法[1]。

2.2 干灰化法

與濕法消解法相比，干灰化法是通過高溫加熱的方式除去樣品中的有機(jī)物，然后采用酸對(duì)其剩余的灰分進(jìn)行溶解。該方法簡(jiǎn)單，快速，但該法會(huì)造成一些元素的揮發(fā)，造成元素回收率降低[2]。

2.3 微波消解法

微波消解法一般是選擇酸、堿或者鹽溶液作為消解液，在一個(gè)封閉容器中將其與一定量的樣品溶液充分混合后，采用微波加熱，在高溫高壓的狀態(tài)下將樣品充分消解完全，釋放出游離的元素進(jìn)行分析測(cè)定。雖然微波消解法具有消解較為快速和完全，且空白本底影響較小等優(yōu)點(diǎn)，但因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境為高壓狀態(tài)，有一定的危險(xiǎn)性，而且消解樣品量相對(duì)較小。這就要求相關(guān)工作者結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況，選擇最佳的消解方法，獲得較為理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 土壤中重金屬的測(cè)定方法

目前，土壤中重金屬的測(cè)定方法較多，下面將具體介紹最為常用的五種測(cè)定方法。

3.1 分光光度法

分光光度法是依據(jù)朗伯比爾定律，在一定的波長下，一定濃度的樣品溶液的吸光度值與其含量成正比。由于分光光度計(jì)工作原理較為簡(jiǎn)單，紫外-可見分光光度法由于價(jià)格相對(duì)便宜，使用方便，操作簡(jiǎn)單，深入廣大企業(yè)和科研院所的歡迎。

3.2 原子吸收光譜法

原子吸收是最在最近幾十年才創(chuàng)立的分析方法，它主要是利用外層電子與物

質(zhì)產(chǎn)生作用，由此產(chǎn)生波長在紫外和可見光之間的共振輻射，根據(jù)輻射強(qiáng)度與待分析元素含量的關(guān)系進(jìn)行分析測(cè)定的分析方法。原子吸收法在重金屬檢測(cè)方面有著多種應(yīng)用，它主要有分析方法的檢出限低、受到的干擾較少、測(cè)試時(shí)間短、分析結(jié)果準(zhǔn)確、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛等優(yōu)點(diǎn)[3]。范寶磊[4]等采用該方法測(cè)定了茶園土壤中的多種微量元素，其檢測(cè)限達(dá)到0.01 mmol/L。

3.3 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法（AFS）的原理與原子發(fā)射光譜（AES）和原子吸收光譜（AAS）相類似，通常是蒸汽狀態(tài)的基態(tài)原子吸收合適的特定頻率的輻射而被激發(fā)至高能態(tài)，而后激發(fā)過程中以光輻射的形式發(fā)射出特征波長的熒光。通過測(cè)量樣品中待的熒光強(qiáng)度，對(duì)樣品中的元素進(jìn)行含量測(cè)定的方法，該方法具有檢測(cè)速度快、方法簡(jiǎn)單等特點(diǎn)[5]。

3.4 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

以電感耦合等離子矩作為激發(fā)光源的等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES），憑借其高準(zhǔn)確度和高精密度、低檢出限，可同時(shí)分析測(cè)定多種元素等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于巖石、礦物及土壤等環(huán)境樣品中元素的含量測(cè)定。曲蛟[5]等采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法對(duì)土壤中重金屬的含量進(jìn)行了測(cè)定；同時(shí)，對(duì)元素不同的形態(tài)的進(jìn)行了分析，取得了較為理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.5 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

誕生于20世紀(jì)80年代的電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）與ICP-AES相比，不僅可以測(cè)定其元素的含量，而且可以提供高準(zhǔn)確度的元素分子量。近年來，廣泛應(yīng)用于多種元素的分析測(cè)定。該方法不僅可以測(cè)定常見的無機(jī)元素，而且可以對(duì)同位素進(jìn)行定量分析。由于具有高靈敏度、分析速度快，極大地縮短了測(cè)試分析時(shí)間，也正是因?yàn)檫@個(gè)優(yōu)點(diǎn)，倍受廣大科研工作者青睞。王娜[6]等采用微波消解法前處理與ICP-MS聯(lián)用，可以實(shí)現(xiàn)了土壤中更低濃度的砷元素檢測(cè)。

4 結(jié)語

隨著科技的快速發(fā)展，在已經(jīng)發(fā)展很成熟的分光光度法、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法等重金屬含量測(cè)定方法的基礎(chǔ)上，將努力把土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)朝著快速化、低成本化、自動(dòng)化、智能化、綜合化以及高普適性的方向發(fā)展，最終會(huì)形成完備的檢測(cè)方法[7]，為解決土壤污染問題和保護(hù)土壤環(huán)境奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉詩成.土壤中重金屬檢測(cè)樣品前處理技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].油氣田環(huán)境保護(hù)，2012，22（4）：61-64.

[2]曹燦. ICP-AES法測(cè)定蔬菜和土壤中的As、Cd、Pb、Cr、Zn及污染程度評(píng)價(jià)的研究[D].長沙：中南大學(xué)，2012.

[3]曹發(fā)明.XRF分析技術(shù)在土壤重金屬檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D].成都：成都理工大學(xué)，2014.

[4] 范寶磊，張健，吳仲珍.原子吸收和原子熒光光譜法測(cè)定茶園土壤中的微量元素[J].分子科學(xué)學(xué)報(bào)，2010，26（1）：62-65.

[5]曲蛟，袁星，叢俏，等.ICP-AES測(cè)定鄰苯二甲酸氫鉀-氫氧化鈉作用下土壤中重金屬全量及形態(tài)分析[J].光譜學(xué)與光譜分析，2008，28（11）：2674-2678.

[6]王娜，齊劍英，李祥平.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定土壤中砷的含量[J].2010，39（1）：100-104.

[7]周寶宣，袁琦.土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].應(yīng)用化工，2015，44（1）：131-138，145.

（責(zé)任編輯：劉昀）