關(guān)于土壤重金屬光譜檢測方法的探析

張宇峰

（黑龍江省第五地質(zhì)勘察院，黑龍江 哈爾濱150006）

目前隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，有效的帶動了我國工業(yè)的發(fā)展，而工業(yè)在生產(chǎn)過程中其所排放的廢水中重金屬含量較多，而這些重金屬對人類的健康及生物都產(chǎn)生了嚴重的威脅。由于土壤中重金屬含量的增加，導(dǎo)致大部分耕地受到污染，導(dǎo)致糧食大量的減產(chǎn)，造成嚴重的經(jīng)濟損失，所以對于土壤重金屬檢測技術(shù)具有更高的要求。針對于土壤重金屬檢驗方法的研究已有若干年的時間，其所取得的成果也較為顯著，特別是近年來光譜法的應(yīng)用，使其檢驗方法開始向更靈敏、更準確的方向發(fā)展。

1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法又稱原子吸收分光光度分析法，它是基于含待測組分的原子蒸汽對自己光源輻射出來的待測元素的特征譜線(或光波)的吸收作用來進行定量分析的。其基本原理是從空心陰極燈或光源中發(fā)射出一束特定波長的入射光，通過原子化器中待測元素的原子蒸汽時，部分被吸收，透過的部分經(jīng)分光系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)即可測得該特征譜線被吸收的程度即吸光度，根據(jù)吸光度與該元素的原子濃度成線性關(guān)系，即可求出待測物的含量。此方法通過原子吸收光譜儀來進實現(xiàn)檢驗的目的，其不僅具有較好的靈敏度和準確性，而且可以對較大范圍內(nèi)的土壤重金屬進行檢定，能夠較快的進行分析，操作上較為簡單，但其也存在著無法避免的缺點，無法對多元素、非金屬元素及難熔元素進行測定。

2 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法是以原子在輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光強度進行定量分析的發(fā)射光譜分析法。利用激發(fā)光源（一般為空心陰極燈）發(fā)出的特征發(fā)射光照射一定濃度的待測元素的原子蒸氣，使之產(chǎn)生原子熒光，在一定條件下，熒光強度與被測溶液中待測元素的濃度關(guān)系遵循Lambert-Beer定律，通過測定熒光的強度即可求出待測樣品中該元素的含量。其檢測儀器也由五個部分構(gòu)成，其兼有原子發(fā)射和原子吸收兩種方法的優(yōu)勢，并有效的規(guī)避了兩種方法的缺點，屬于優(yōu)良的痕量分析技術(shù)。其具有更高的靈敏度，而且所產(chǎn)生的干擾較少，操作更加簡單，目前此種方法已廣泛的應(yīng)用于多個領(lǐng)域當中，可以實現(xiàn)對于多種元素的分析。

3 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法其所利用到的科學技術(shù)更為先進，是集多種先進技術(shù)于一身的分析方法，其可以通過原子和離子在光源激發(fā)下所產(chǎn)生的特征輻射來實現(xiàn)對土壤中各元素的定性和定量分析，可以實現(xiàn)對痕量元素及高含量元素的分析。在其檢測中充分的利用到了光、機、電、計算機和分析化學等相關(guān)科學，可以通過特征譜線強度來對樣品的相關(guān)元素含量進行確定，此種方法更為簡便、快捷，不僅分析速度快，而且動態(tài)的范圍較寬，可以實現(xiàn)對高含量元素、代含量元素及多種元素的分析，實現(xiàn)對金屬元素進行定性和定量的分析，而對于部分非金屬元素也能進行分析，其具有高精確性和非常好的準確性，在眾多領(lǐng)域內(nèi)已得到廣泛的應(yīng)用。

4 激光誘導(dǎo)擊穿光譜法

激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)是一種最為常用的激光燒蝕光譜分析技術(shù)。其工作原理是：激光經(jīng)過會聚透鏡會聚，高峰值功率密度使未知樣品表面物質(zhì)氣化、電離，激發(fā)形成高溫、高能等離子體（溫度可達10000K），等離子體輻射出來的原子光譜和離子光譜被光學系統(tǒng)收集，通過輸入光纖耦合到光譜儀的入射狹縫中，光譜數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集控制器傳輸?shù)接嬎銠C，研究該光譜就可以分析計算出被測物質(zhì)的成分與濃度。此方法利用原子光譜和離子光譜的波長與特定元素之間的對應(yīng)關(guān)系及光譜信號強度與對應(yīng)元素之間含量的定量關(guān)系，從而可以對金屬元素進行宣和定性分析，其不僅可以同進行多種元素的分析，同時也可以在非破壞和非接觸的情況下對樣品中金屬元素進行快速的分析，避免了檢測對象的再污染幾率，而且檢測對象的形態(tài)可以呈現(xiàn)多樣化，不受限制，但其檢測儀器成本較高，而且其檢測結(jié)果的準確性受樣品均勻性及激光器激發(fā)特性的影響也較大。

5 X射線熒光光譜法

X射線熒光光譜技術(shù)是一種利用樣品對X射線的吸收隨樣品中的成分及其多少變化而變化來定性或定量測定樣品中成分的方法，它集成了現(xiàn)代電子技術(shù)、光譜分析技術(shù)、計算機技術(shù)和化學計量學技術(shù)于一體，并且應(yīng)用廣泛、發(fā)展迅速的現(xiàn)代化儀器分析技術(shù)。該技術(shù)不僅具有可測元素范圍廣、可測濃度范圍寬的優(yōu)點，而且具有快速準確、操作簡單、并能同時測定多種元素、制樣簡單環(huán)保、成本低等特點，適合于多種類型的固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)的測定，并且易于實現(xiàn)分析過程的自動化，是解決土壤污染元素高效快速分析測定的有效技術(shù)手段。

6 表面增強拉曼光譜法

拉曼光譜作是一種表征分子振動能級的指紋光譜，在物理學、化學、生物學以及材料科學等領(lǐng)域一直扮演著重要的角色。拉曼光譜除了具有高特異性的優(yōu)點外，還具有獨特的優(yōu)點，非常適合于生命科學研究，尤其是分子水平上的非標記無損傷檢測研究。此方法具有超高的靈敏度，可以進行單分子水平的檢測，在液體檢測環(huán)境中，檢測線度可以達到10-14m；可在水基或生理鹽水基上觀察樣品，用水的特征譜線為參考進行絕對強度標記，并且通過探測分子與基底之闖的能量轉(zhuǎn)移實現(xiàn)熒光猝滅，從而可以避免生物樣品自發(fā)熒光或雜質(zhì)熒光的干擾，還可以得到熒光物質(zhì)清晰的拉曼光譜。由于重金屬離子由于本身并沒有特征譜峰，因此無法利用拉曼光譜進行直接的檢測，需借助標記分子進行間接檢測。

7 結(jié)束語

目前在社會快速發(fā)展過程中，人口的增加及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，導(dǎo)致生活垃圾及工農(nóng)業(yè)廢棄物得以不斷的增加，再加之農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥及化肥的大量使用，使土壤受到了嚴重的重金屬污染，而且呈不斷發(fā)展的趨勢。土壤重金屬含量的增加，使其污染不斷加劇，其不僅對生物及人類帶來較大的威脅，同時也嚴重危及我們的生活環(huán)境，所以需要不斷強化土壤重金屬檢測技術(shù)。土壤重金屬檢測是一項長期性的工作，隨著檢測方法的不斷發(fā)展，在科學技術(shù)的帶動下分析解調(diào)器也開始向復(fù)雜化、多功能化、自動化和智能化的方向發(fā)展，這對檢測技術(shù)的提高具有極其重要的作用，可以有效的提高土壤重金屬檢測的精度和靈敏度。

［1］周姣花,等.原子熒光光譜法測定土壤中的鍺[J].黃金，2010,31(7)：53-55.

［2］李豫恒,等.土壤中鉛、砷、鉻、銅和鋅含量的連續(xù)快速測定[J].光譜實驗室,2010,1,27(1)：268-272.

［3］吳曉霞,等.土壤重金屬測定中不同消解方法的對比研究[J].南京曉莊學院學報,2010(3)：44-47.