冶煉廠周邊表層土壤重金屬含量測定方法

廖天錄

（甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 天水 741025）

“民以食為天，食以土為本”，土壤是人類最基本的生產(chǎn)生活的物質(zhì)基礎(chǔ)，為人類提供大量的必需食物和原料。但是，隨著社會的飛速發(fā)展和近代工業(yè)的發(fā)展，使得地球環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，大量的重金屬污染物排入環(huán)境中，進(jìn)而出現(xiàn)了生態(tài)破壞和大氣質(zhì)量下降的一系列問題。其中，重金屬造成的土壤污染尤為嚴(yán)重。土壤中的重金屬含量一旦超標(biāo)，土壤遭到污染不僅影響土壤本身，還會通過土壤中的作物將重金屬轉(zhuǎn)移到人體中，危害人類的健康。而土壤重金屬污染危害更大。

重金屬污染物降解難度大，具有累積性和富集性等特點(diǎn)，一旦進(jìn)入生物體內(nèi)，就很難排除，土壤重金屬污染因而也被比作“化學(xué)定時(shí)炸彈”。冶煉廠由于其特殊的重金屬作業(yè)，其周邊土壤重金屬污染更是嚴(yán)重。基于此，以冶煉廠周邊的表層土壤為目標(biāo)，采用科學(xué)合理的方法對其重金屬含量進(jìn)行測定，旨在為改善土壤污染問題提供一些方法上的借鑒。

1 冶煉廠周邊表層土壤重金屬含量測定方法

在對土壤資源的監(jiān)測和管理工作中，對土壤中的重金屬含量進(jìn)行測定是極為重要的一項(xiàng)工作。但是根據(jù)重金屬的特點(diǎn)，土壤重金屬含量的測定主要是消解和測定兩個(gè)環(huán)節(jié)。消解是對采集到的測量對象—土壤樣品進(jìn)行測定前的處理[1]。測定則是對處理后的樣品進(jìn)行測量和評定。在消解和測定的環(huán)節(jié)，則可以根據(jù)實(shí)際情況采取不同的方法。接下來我們針對這兩個(gè)環(huán)節(jié)，對冶煉廠周邊的表層土壤中的重金屬含量進(jìn)行測定時(shí)采用的方法進(jìn)行分析研究。

1.1 土壤樣品消解

進(jìn)行土壤樣品的消解最常用且最實(shí)用的方法是微波消解方法。微波消解方法主要是通過土壤樣品和混合酸進(jìn)行充分的混勻和攪拌，然后構(gòu)成發(fā)熱體，由內(nèi)部逐漸加熱消解。具體的消解過程是首先稱取少量的土壤樣品，將其放入聚四氟乙烯消解管內(nèi)。然后加入定量的混合酸，均勻搖晃。再將裝有樣品的消解管放入高壓消解罐中，然后把罐蓋擰上放入微波消解儀內(nèi)進(jìn)行消解[2]。微波消解方法操作簡易快速，而且微波消解具有較高的熱效率，可以讓土樣和混合酸實(shí)現(xiàn)充分的混勻和攪拌。

此外，對土壤樣品進(jìn)行消解，還有高壓釜密閉消解法和堿熔消解法。高壓釜密閉消解方法主要是用水將土壤樣品潤濕，然后摻入定量的混合酸，搖勻后將其置放于聚四氟乙烯坩堝當(dāng)中并嚴(yán)格密封，在抗壓的不銹鋼套管中實(shí)現(xiàn)加熱消解。堿溶消解法則主要是通過將堿性物質(zhì)和土壤進(jìn)行混合，在高溫的條件下進(jìn)行熔融。

1.2 土壤重金屬含量的測定

在進(jìn)行了土壤樣品的消解處理之后，測定土壤重金屬含量最常采用的方法是火焰原子吸收光譜方法。

這種方法一方面能夠準(zhǔn)確測定重金屬含量，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)測定結(jié)果不確定度的分析，從而滿足冶煉廠周邊表層土壤重金屬含量測定的要求。在采用這種方法時(shí)，具體的測定條件如表1所示。

表1 火焰原子吸收光譜法工作條件

在完成上述工作后，將消解過后的土壤樣品進(jìn)行加熱再冷卻。等其冷卻取出加入指定劑量的高氯酸，再將其置放于控溫電加熱器上趕酸。當(dāng)樣品成為可滾動(dòng)珠狀的溶液狀態(tài)時(shí)，便可以將樣品放入容量瓶內(nèi)隨后通過硝酸溶液進(jìn)行定容和測定。

這種測定方法主要是利用外層電子能夠?qū)υ庸舱褫椛渚€進(jìn)行吸收，通過吸收強(qiáng)度的不同來測定土壤樣品中重金屬的含量?；鹧嬖游展庾V法能夠在最大程度上避免外界干擾，保證測定結(jié)果的科學(xué)準(zhǔn)確，并且這種方法測定耗時(shí)短、方便操作。

此外，土壤重金屬含量的測定方法還有原子熒光法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法等。原子熒光法是以氬氣為載體氣和屏蔽氣，然后加入硼氫化鉀、氯化亞錫進(jìn)而與土壤樣品發(fā)生作用產(chǎn)生氣體，最后通過加熱或點(diǎn)燃?xì)怏w來測定重金屬含量。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法是在將土壤樣品轉(zhuǎn)化為溶液后以電感耦合等離子矩作為發(fā)光源進(jìn)行測定的方法。電感耦合等離子體質(zhì)譜法則是利用帶電粒子在電磁場中能夠偏轉(zhuǎn)的原理，按照重金屬的原子、分子又或是分子碎片的質(zhì)量差異進(jìn)行分離，再引用內(nèi)標(biāo)元素進(jìn)行校正排除測定的干擾因素，從而實(shí)現(xiàn)對檢測物質(zhì)含量的測定。這種方法不但可以實(shí)現(xiàn)表層土壤中的重金屬元素含量的有效測定，也能夠?yàn)槲覀兲峁?zhǔn)確度極高的重金屬元素分子量，具有測定耗時(shí)短、測定要求低、測定結(jié)果準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。

2 結(jié)語

通過對冶煉廠周邊表層土壤重金屬含量的測定方法進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)在對土壤重金屬含量進(jìn)行測定的具體環(huán)節(jié)中，能采取不同的方法，如在土壤消解環(huán)節(jié)可采用微波消解法高壓釜密閉消解法等，在測定環(huán)節(jié)可采用火焰原子吸收光譜方法。

但是，通過對這些測定方法進(jìn)行分析，我們也發(fā)現(xiàn)有些方法存有不足之處。如何使重金屬測定更簡單高效還有待于進(jìn)一步的探究。