原子吸收光譜法在土壤環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

胡 寧

（山東省聊城生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 聊城 252000）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的農(nóng)業(yè)和重工業(yè)的經(jīng)營水平也隨之提高，但與此同時，環(huán)境污染問題也愈發(fā)嚴(yán)峻，其中土壤的污染問題成為我國關(guān)注的重點。產(chǎn)生土壤污染的途徑有很多種，例如降雨、垃圾填埋、重金屬、污水排放等，并且部分污染不可逆，導(dǎo)致土壤中金屬元素的含量不斷增加。而土壤作為人類生存的必然條件之一，需要加強對土壤污染問題的重視程度，并提出一套完備、科學(xué)且可行性高的解決措施，有助于保護(hù)土壤免受污染的侵害。土壤監(jiān)測是保護(hù)土壤的第一步，因此本文主要通過的原子吸收光譜法的分析和研究，對土壤環(huán)境的監(jiān)測應(yīng)用展開討論，以期改善我國目前的土壤環(huán)境。

1 原子吸收光譜法的常見類型

1.1 火焰原子吸收法

目前，我國對于火焰原子吸收法的研究已經(jīng)取得一定的成果，可以有效地對土壤中涵蓋的重金屬元素進(jìn)行監(jiān)測?；鹧嬖游辗?，具有操作簡單、不容易受到外界因素干擾、監(jiān)測范圍小等特點，因此被土壤環(huán)境監(jiān)測的工作人員廣泛使用。但若土壤中存在耐高溫元素或遠(yuǎn)紫外區(qū)元素時，火焰原子吸收法就不適用于土壤環(huán)境的監(jiān)測工作?；鹧嬖游辗ǖ脑硎菍ν寥肋M(jìn)行取樣、研磨、處理后，再利用火焰原子吸收法對土壤中的元素含量進(jìn)行監(jiān)測，同時，需要對土壤樣本進(jìn)行嚴(yán)格限制，有助于檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.2 石墨爐原子吸收法

石墨爐原子吸收法的監(jiān)測原理是通過電流加熱的方式，使元素原子在熱反應(yīng)下分解。在實際的監(jiān)測過程中，工作人員會對水墨爐進(jìn)行均勻加熱，并以此提升元素原子化的效率。相比于火焰原子吸收法，石墨爐原子吸收法具有安全性強、原子化效率高、靈敏度高等特定。但石墨爐原子吸收法也存在部分缺點，例如監(jiān)測成本較高、精準(zhǔn)度較低，實驗速度緩慢等，同時石墨爐原子吸收法容易受到外界條件的干擾，容易對最終的監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

1.3 氫化物法

氫化物法是一種靈敏度極高的檢查方法，通常用在土壤中含有As、Pb、Se、Sn 等元素的監(jiān)測中，由于部分元素?zé)o法通過火焰原子吸收法監(jiān)測出來，因此可以用氫化物法對土壤環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。其原理主要是通過將集體與元素相分離的方式實現(xiàn)元素的原子化，不僅可以提升檢驗率，還可以避免外界環(huán)境產(chǎn)生的影響。此外，在土壤環(huán)境監(jiān)測的過程中，部分工作人員還會通過流動注射氫氧化物的方式，對河流中的沉淀物進(jìn)行收集。目前，通過監(jiān)測相關(guān)報告可知，氫化物的檢監(jiān)測率高達(dá)100%，可見氫化物法具備極高的精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確度[1]。

2 原子吸收光譜法在土壤環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

2.1 判斷土壤中受重金屬污染的情況

由于我國重工業(yè)的發(fā)展規(guī)模逐漸擴大、建設(shè)數(shù)量逐漸增多，部分企業(yè)直接將廢水或化學(xué)污水排放到土壤，或土壤周圍的河水中，使土壤中的重金屬含量逐漸增多，導(dǎo)致土壤污染日趨嚴(yán)重。部分受到污染的土壤會直接反映在農(nóng)作物身上，導(dǎo)致農(nóng)作物的食品質(zhì)量嚴(yán)重不符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，對食用者的健康產(chǎn)生一定的影響。并且，農(nóng)作物中的重金屬超標(biāo)后，會通過自身的氣孔排放到空氣中，從而對人類的身體健康形成安全隱患。在這種情況下，就必須加大對土壤環(huán)境的監(jiān)測力度，并通過對土壤中的污染元素的分析，從而研制出針對性的解決辦法，在幫助土壤恢復(fù)健康的同時，為人類的身心健康提供安全保障。

由于原子吸收光譜法具有靈敏度和監(jiān)測效率較高、對土壤樣本的采集量較小，因此，被土壤環(huán)境的工作人員廣泛使用。而原子吸收光譜法的原理是利用空心陰極燈，對土壤樣本發(fā)射光線，從而保障發(fā)射的光線波長固定，再利用原子化器對原子進(jìn)行蒸汽化處理，根據(jù)原子對蒸汽的吸收效果，計算出原子的吸光度，并制成光譜便于分析，從而得出土壤中重金屬的具體含量[2]。可見，重金屬元素對土壤造成的污染危害程度較大，不僅會影響土壤的肥力，還會影響農(nóng)作物的正常生長，進(jìn)而危害人類的身心健康。因此，土壤環(huán)境的工作人員需要利用原子吸收法監(jiān)測土壤中的重金屬含量，并采取針對性的解決辦法，為農(nóng)作物和人類的健康提供安全保障。

2.2 分析污染元素的具體形態(tài)及評價

元素形態(tài)是指土壤中涵蓋的重金屬元素的存在形式，例如：土壤中的部分重金屬的形態(tài)較為穩(wěn)定，部分土壤中的重金屬元素是通過有機結(jié)合態(tài)的形式存在于土壤之中，此外，還有一部分重金屬元素在土壤當(dāng)中缺乏穩(wěn)定性，會以交換形態(tài)的方式存在。通常情況下，大部分的重金屬元素都缺乏穩(wěn)定性，并且由于重金屬的形態(tài)較為復(fù)雜，在實際監(jiān)測的過程中，會為工作人員增加一定的難度，若利用原子光譜吸收法就可以有效地將重金屬的形態(tài)分析出來，再采取針對性的解決措施，減少土壤中的重金屬含量。

部分企業(yè)會與農(nóng)作物種植者進(jìn)行合作，尤其是菌類植物，由于菌類植物可以有效地促進(jìn)土壤循環(huán)作用，起到凈化土壤的效果，使土壤中的重金屬含量不斷下降。并且部分菌類具有相當(dāng)高的市場價值，可以使企業(yè)產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益，若土壤中的重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)，就無法實現(xiàn)企業(yè)的實際利益，基于此，企業(yè)會在種植菌類前對土壤進(jìn)行監(jiān)測分析，從而確定土壤是否滿足菌類的生長需求。此外，原子吸收光譜法還可以對土壤污染情況作出評價，以便于投資者了解土壤的各項信息，為投資者的判斷給予數(shù)據(jù)支持，由此可見，原子吸收光譜法在土壤污染評價方面的運用也十分廣泛[3]。

2.3 處理和測量樣品

1）樣品處理。在對土壤中含有的元素進(jìn)行分析時，需要先將樣品進(jìn)行處理。首先，工作人員需要通過消化、熔融等方式將礦物質(zhì)的晶格破壞掉，再將待測元素轉(zhuǎn)移到特定溶液當(dāng)中。目前對于樣本處理系統(tǒng)主要包含兩種，分別是堿融和酸溶。對于堿溶系統(tǒng)而言，其原理主要是通過K2CO3、Na2CO3、NaOH 等堿性物質(zhì)對土壤樣品進(jìn)行處理；對于酸溶系統(tǒng)而言，其主要原理是通過HF、H2SO4、HCLO4等酸性物質(zhì)進(jìn)行處理。兩者相比，酸溶系統(tǒng)的使用率更高，工作人員也可以根據(jù)土壤環(huán)境的實際情況對兩種系統(tǒng)進(jìn)行搭配處理樣品，實現(xiàn)從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)的效果。

2）樣品測量。對土壤樣品進(jìn)行測量時，需要對溶液的元素成本進(jìn)行分析，再將有效元素提取出來。部分元素可以直接盡心測量，如Mg、K、Ga 等元素。并通過火焰原子吸收法得到各元素的數(shù)據(jù)含量。而對于部分有效態(tài)元素而言，如Fe、Zn、Mn 等元素等，可以采用一次性浸提劑對其含量進(jìn)行測量[4]。

2.4 干擾處理

1）光譜干擾。在對土壤的監(jiān)測過程中，若土壤樣本的吸收線一致，就會對突然監(jiān)測產(chǎn)生光譜干擾。由于重金屬元素所吸收的光線各不相同，導(dǎo)致對檢驗結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，因此，為提升監(jiān)測的準(zhǔn)確性，在采集土壤樣本時，需要將不同元素產(chǎn)生的波長差別考慮在內(nèi)，從而在分析元素波長的基礎(chǔ)上，提升土壤檢驗的準(zhǔn)確性。

2）電離干擾。電離干擾是指在堿金屬發(fā)生電離反應(yīng)后，會對波長進(jìn)行吸收，導(dǎo)致工作人員在工作時容易造成盲區(qū)，進(jìn)而影響監(jiān)測的結(jié)果。在這種情況下，工作人員可以利用火焰原子吸收法對土壤中的重金屬元素進(jìn)行監(jiān)測，在有效防止電離作用干擾的同時，提升檢驗的準(zhǔn)確性。同時，工作人員也可以通過對土壤添加電離緩沖劑的方式，降低電離干擾的效果。

3）物理干擾。物理干擾一般在試液和標(biāo)準(zhǔn)溶液產(chǎn)生偏差時容易出現(xiàn)，例如工作人員在對土壤進(jìn)行監(jiān)測的過程中，由于監(jiān)測方法不同、監(jiān)測操作不規(guī)范等，會對監(jiān)測的結(jié)果產(chǎn)生干擾[5]?；诖?，應(yīng)利用原子吸收光譜法，使標(biāo)準(zhǔn)溶液和試液進(jìn)行結(jié)合，以便于提升監(jiān)測而的準(zhǔn)確性和精確度。

3 結(jié)語

利用原子吸收光譜法監(jiān)測土壤環(huán)境，不僅準(zhǔn)確性較高，而且更高效、更靈敏，但由于在監(jiān)測環(huán)境的過程中，容易受到設(shè)備、天氣等因素的影響，基于此，工作人員需要在監(jiān)測時對周圍的影響因素加強重視，有助于為檢驗結(jié)果提供有效保障。