土壤中重金屬測定方法的研究

王越

（長春市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與檢測中心，吉林長春130000）

土壤中重金屬測定方法的研究

王越

（長春市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與檢測中心，吉林長春130000）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土壤重金屬的污染問題日趨嚴(yán)重，給人們的身體健康帶來了危害。綜述了近些年應(yīng)用在土壤重金屬方面的光譜檢測技術(shù)，如原子吸收光譜法、X射線熒光光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法等，并對其發(fā)展進(jìn)行了展望。

土壤；重金屬；光譜

土壤是農(nóng)產(chǎn)品生長的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，也是人類極其珍貴的自然資源。土壤重金屬污染問題直接關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全，進(jìn)而嚴(yán)重威脅到人類的身體健康。因此，研究和探索土壤重金屬的檢測技術(shù)對預(yù)防和治理農(nóng)產(chǎn)品污染問題具有重要意義。

重點闡述原子吸收光譜法、X射線熒光光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法在土壤重金屬檢測中的應(yīng)用。

1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS)是測定土壤中重金屬常用的方法之一。其基本原理是通過測定樣品中金屬的氣態(tài)基態(tài)原子的外層電子對紫外光和可見光范圍內(nèi)相對應(yīng)的原子共振輻射的吸收強度，來確定樣品中重金屬的含量。原子吸收光譜法具有精密度好、靈敏度高、選擇性好、檢出限低等特點。顧佳麗等[1]利用原子吸收光譜法測定了土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 6種重金屬的含量，檢出限為0.002～0.013 mg/L，加標(biāo)回收率為92.0%～110%。張恒文等采用火焰原子吸收光譜法對甘肅省花牛村蘋果種植區(qū)的土壤進(jìn)行測定，其中Zn的含量為26.27 mg/kg，Cu的平均含量為11.67 mg/kg，Hg的平均含量為0.617 mg/kg。

2 X射線熒光光譜法

X射線熒光光譜法(X-ray Fluorescence,XRF)是目前極具發(fā)展前景的一種重金屬檢測技術(shù)。其基本原理是入射X射線與土壤樣品作用產(chǎn)生了特征X熒光強度，依據(jù)熒光強度與待分析重金屬元素含量的關(guān)系，進(jìn)而測定出各待測重金屬元素的含量。X射線熒光光譜法具有分辨率高、適應(yīng)性廣、檢測快速、操作簡便等特點。張思沖等[2]利用X射線熒光光譜法測定了哈爾濱市城郊菜地的As、Cr、Cu、Pb、Zn等重金屬含量，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）分別為0.005%、0.006%、0.013%、0.003%和0.011%。曹發(fā)明等采用X射線熒光光譜法對西南、華南、華東3個地區(qū)城鄉(xiāng)接合部的土壤進(jìn)行了6種重金屬的檢測，結(jié)果表明XRF的RSD均在5%以內(nèi)。

3 電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法(Inductively Coupled Plasma Massspectrometry，ICP-MS)是一種測定重金屬的高靈敏度的分析技術(shù)。其基本原理是將樣品離子化，生成質(zhì)荷比不同的帶電離子，經(jīng)過質(zhì)量分析器，根據(jù)離子質(zhì)荷比的不同將其分離，最后被檢測器檢測，得到質(zhì)譜圖，從而確定重金屬在樣品中的含量。電感耦合等離子體質(zhì)譜法具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬、準(zhǔn)確性高等特點。田媛等利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測了北京地區(qū)3個再生水灌溉區(qū)域土壤，對Cd、Ni、Cu、As、Pd、Zn、Cr、Hg 8種重金屬元素進(jìn)行了含量測定。李自強等改進(jìn)了土壤重金屬的前處理方法并利用ICP-MS測定了土壤中Cr、Cu、Cd、Pb等重金屬含量，檢出限分別為1.74 μg/g、0.89 μg/g、0.015 μg/g、0.08 μg/g。

4 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(Inductively CoupledPlasmaAtomicEmissionSpectrometry,ICP-AES)是一種等離子體光源與原子發(fā)射光譜相結(jié)合的檢測方法。其基本原理是樣品溶液在等離子體光源內(nèi)加熱升溫逐漸蒸發(fā)，最后電離發(fā)射出特征波長，根據(jù)不同元素所發(fā)射的特征波長不同進(jìn)行定性分析，根據(jù)輻射的強度與樣品濃度成比例進(jìn)行定量分析。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法具有分析速度快、干擾小、線性范圍寬、檢出限低等特點。周小春等利用微波消解將土壤樣品進(jìn)行前處理后，通過ICP-AES測定了Cu、Zn兩種重金屬元素，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.1%、2.8%，加標(biāo)回收率為94.0%～104%。范怡麟等利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法對工業(yè)區(qū)域土壤樣品進(jìn)行了重金屬元素含量的測定，其中Zn、Cu、Mn、Cr的含量分別為36.05 mg/kg、3.898 mg/kg、217.06 mg/kg、13.03 mg/kg。

5 展望

隨著人們對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的逐漸重視，對土壤金屬污染的預(yù)防和治理迫在眉睫。

目前，光譜技術(shù)仍然是測定土壤重金屬最主流和最常規(guī)的方法，但是隨著科技的發(fā)展，已經(jīng)有包括酶分析法、免疫分析法、生物傳感器、太赫茲光、環(huán)境磁學(xué)等一系列新型的檢測技術(shù)正逐漸發(fā)展起來。未來重金屬檢測技術(shù)將向著簡便、高效、快速、自動化、智能化的方向發(fā)展。

[1] 顧佳麗，趙剛，徐娜.超聲波提取-原子吸收光譜法測定油區(qū)土壤中重金屬的含量[J].化學(xué)研究與應(yīng)用,2012(11):1 705-1 710.

[2] 張思沖，周曉聰，葉華香，等.X射線熒光光譜法測定哈爾濱城郊菜地土壤重金屬[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2009(13):230-233.

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