原子吸收光譜法在土壤環(huán)境監(jiān)測中的應用分析

鄭偉+趙智

摘 要：隨著社會主義市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的工農(nóng)業(yè)取得了很大的進步，隨之產(chǎn)生的污染也日益加劇，尤其是污染物對土壤環(huán)境的污染。而原子吸收光譜法作為監(jiān)測土壤環(huán)境的重要方法，在分析土壤中重金屬具體情況并對其進行處理起著至關重要的作用。因此，本文主要從原子吸收光譜法的分類入手，詳細介紹了其在土壤環(huán)境監(jiān)測中的具體應用辦法和形式。

關鍵詞：原子吸收光譜法；土壤環(huán)境監(jiān)測；應用分析

一、概述原子吸收光譜法

（一）火焰原子吸收光譜法

火焰原子吸收光譜法在我國目前應用最為廣泛，主要應用于對易原子化的元素監(jiān)測中。這種原子吸收光譜法對元素的感知較為靈敏，檢測極限較高且速度快，分析成本低，容易操作等。目前我國實驗室內(nèi)最多使用的火焰是空氣-乙炔火焰，但由于這種火焰溫度較低，對難熔的氧化物元素和高熔點高沸點的元素難以原子化?；鹧嬖游展庾V法發(fā)展到現(xiàn)在，仍存在一定的不足，此項技術受限制于霧化器的霧化效率和原子化效率，使得定量分析只能處在ppm量級，影響到檢測的靈敏度，尤其是在監(jiān)測重金屬含量較低的土壤樣本中無法直接測定效果。

（二）石墨爐原子吸收光譜法

石墨爐原子吸收光譜法是在進行土壤樣本處理時利用石墨材料作為原子化器，并通過電流加熱進行元素原子化分析的方法。此項技術的進樣量較少，原子化過程的溫度可控制，且實驗安全系數(shù)較高。然而，由于電阻加熱石墨爐原子化器的結構簡單且操作簡便，在原子化過程中容易出現(xiàn)受熱不均、信號重現(xiàn)度不好等現(xiàn)象，甚至在監(jiān)測成分復雜的土壤樣本時出現(xiàn)背景吸收干擾情況，最終影響到監(jiān)測結果。此外，石墨爐原子吸收光譜法還存在一定的技術漏洞，比如分析面較窄、測定時間較長和監(jiān)測成本較高等。

（三）氫化物發(fā)生法

氫化物發(fā)生法主要是對易于形成氫化物的元素進行原子化檢測的，具有極高的靈敏度。易于氫化的元素在火焰原子化時靈敏度很低，若采用酸性介質(zhì)硼氫化鈉進行原子化處理，就可以發(fā)生化學反應將元素還原成為氣態(tài)的氫化物，從而將檢測限度降低到ppb級。此項檢測技術可以實現(xiàn)元素和基體的高效分離，具有干擾少、進樣速度快、分析精密準確等優(yōu)勢，廣泛應用于汞等重金屬元素的監(jiān)測。

二、遠在吸收光譜法在土壤環(huán)境檢測中的具體應用

（一）土壤樣品的前處理

1.電熱板濕法消解

電熱板濕法消解是一種常見的土壤前處理方式，主要是將一定量的土壤樣品置于四氟乙烯消解容器內(nèi)，加入混合酸消解體系，接著置于電熱板上進行加熱消解。這種方式具有稱樣量范圍較廣、消解過程操作步驟簡便、易于控制等優(yōu)勢。但樣品的消解過程需要較多的高純度強酸試劑且試劑容易帶入雜質(zhì)，最終會影響到監(jiān)測結果，消解過程中產(chǎn)生的酸性氣體也會帶來環(huán)境污染，危害到人體健康。此外，開放式消解過程中的土壤樣品也會被空氣中的雜質(zhì)污染，影響到測定結果。

2.干灰化法

干灰化法可廣泛適用于各類土壤樣品的前處理。干灰化法的具體操作如下：稱取定量的土壤樣品放于坩堝中，首先在可調(diào)式電爐上小火碳化，接著轉移到馬弗爐550℃灰化，直至樣品呈現(xiàn)灰白色取出樣品，最后在樣品冷卻后用濃度較低的酸性溶液進行灰分溶解。此種土壤前處理方式最大的優(yōu)點就是加入試劑種類少、灰化過程較為封閉、空白值較低等。但干灰化法消解時間較長、稱樣量較大，且在灰化過程中元素容易損失減少，容易出現(xiàn)樣品污染現(xiàn)象。

3.微波消解法

微波消解法是一種新型的土壤處理技術，可以實現(xiàn)土壤樣品的快速溶化。微波加熱與傳統(tǒng)的傳導加熱不同，它是利用樣品和酸性溶液混合吸收微波產(chǎn)生的深層加熱，在短時間內(nèi)提高溫度，快速消解樣品。微波消解在封閉的容器內(nèi)可以減少樣品中各成分的損失，大大提高了測定結果的精確度。同時，這種方法溶解樣品速度快、耗能小、污染少、回收率較高，適用于易于揮發(fā)元素的檢測分析。

（二）具體應用形式

1.在土壤環(huán)境重金屬污染評價上的應用

土壤作為人類生存的物質(zhì)基石，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作用不可替代。目前我國的城市化進程不斷加快，工業(yè)取得了很大的發(fā)展，也使得我國的土壤層遭到不同層次的污染?，F(xiàn)階段，我國的土壤污染形式主要有三種：工業(yè)廢渣廢氣中重金屬的擴散、沉降和累積；含重金屬農(nóng)藥和化肥的大量使用；含重金屬的廢水灌溉農(nóng)田。因此，這就迫切需要國家相關環(huán)保部門加強土壤環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展，利用相應的監(jiān)測技術建立健全土壤環(huán)境重金屬污染評價機制。這在一定程度上也說明了原子吸收光譜法在土壤環(huán)境重金屬污染評價中應用的重要性。比如，鎘元素容易富集在農(nóng)作物中，威脅到人類的身體健康?？茖W家可以采用火焰原子吸收光譜法測定土壤層中鎘含量。

2.在分析重金屬元素形態(tài)上的應用

元素的形態(tài)就是元素存在于地球的具體形式，而重金屬元素主要有交換態(tài)、鐵錳氧化物結合態(tài)和碳酸鹽結合態(tài)三種。從技術角度來看，分析重金屬元素形態(tài)是一項過程復雜和技術要求較高的工作，還要求分析方法具有較強的分離能力和較高的監(jiān)測靈敏度。因此，在應用原子吸收光譜法進行重金屬元素形態(tài)分析時，必須做好對土壤樣品中不同化學形態(tài)重金屬含量的測定工作，并分析不同金屬形態(tài)所占的比例和殘渣含量，進而確定重金屬污染物在土壤中的形態(tài)分布特征，為土壤樣品所在地的污染控制和治理提供依據(jù)。

三、小結

綜上所述，原子吸收光譜法在監(jiān)測土壤環(huán)境重金屬時，可根據(jù)重金屬種類和濃度的不同采取不同的原子化技術，同時結合科學合理的土壤前處理方法測定樣品重金屬元素含量。我國的原子吸收光譜法在具體應用時較為靈敏高效，但還是有一定的缺陷。隨著土壤樣品溶解技術和進樣技術的不斷發(fā)展，原子吸收光譜法的性能將得到較大的提升，獲得較高的消解效率。

參考文獻：

[1]陳祖武，龔浩如，喻鳳香等.全自動消解石墨爐原子吸收光譜法測定土壤中的鎘[J].作物研究，2016，30（1）：81-85.

[2]花海蓉，周育紅，李麗等.微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定綠色食品產(chǎn)地土壤中的鉻[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2015，（7）：352-354.

[3]張藝銘.原子吸收光譜法在土壤環(huán)境監(jiān)測中的應用研究[J].黑龍江科技信息，2015，（28）：3-3.