土壤中重金屬的測定方法簡述

曲建偉

摘 要 隨著工業的快速發展，重金屬帶來的土壤污染問題日益嚴重?；诖?，針對土壤重金屬的來源與危害，對近年來廣泛使用的土壤樣品前處理和重金屬含量測定方法進行了綜述。常見的樣品處理方法有濕式消解法、干灰化法和微波消解法3種消解方法；常用的重金屬含量測定方法主要有：分光光度法、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體質譜法和電感耦合等離子體原子發射光譜法。

關鍵詞 重金屬；土壤；危害；測定方法

中圖分類號：X53；X833 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2015）15-0-02

近年來，冶金、建筑、化工等諸多行業的快速發展，導致對資源的需求量日益加大，但隨之而來的是污染問題的日益嚴重。重金屬的污染給生產和生活帶來的危害已經向人們敲響了警鐘。首先，要正確面對重金屬污染情況，并積極采取相應的措施加以改善；其次，要建立高效、快速、簡單、便于操作的重金屬樣品前處理方法和分析檢測方法，對土壤進行合理和及時地監控，防止污染問題的發生和發展；最后，環境的保護和改善人人有責，從生活中不亂扔廢舊電池等一些小事做起，時刻踐行保護環境。

1 土壤中重金屬的主要危害

隨著開采礦產、冶煉加工活動的增加，廢水、廢氣和廢渣的大肆排放，導致土壤中鉛、鉻、鎘等一些重金屬嚴重超標，而通過食物鏈的傳遞，人類的健康受到了嚴峻的挑戰。研究表明，食用含鎘的大米之后，人體會產生多重影響。例如，尿液中鎘元素含量的增高；貧血、骨痛病、癌癥等疾病的發病率也會升高，對健康造成嚴重而長久的危害。

2 土壤中重金屬的樣品前處理方法

目前，常見的樣品處理方法主要有干灰化法、濕法消解法和微波消解法3種。下面將詳細介紹該3種方法.

2.1 濕法消解法

濕法消解采用具有強氧化性的有機酸，加熱破壞樣品中有機物，將目標產物無機成分充分釋放出來，進而形成較為穩定的無機化合物，以便于下一步進行分析測定。由于濕法消解所需條件簡單，便于操作。因此，是制備重金屬樣品時經常采用的前處理方法[1]。

2.2 干灰化法

與濕法消解法相比，干灰化法是通過高溫加熱的方式除去樣品中的有機物，然后采用酸對其剩余的灰分進行溶解。該方法簡單，快速，但該法會造成一些元素的揮發，造成元素回收率降低[2]。

2.3 微波消解法

微波消解法一般是選擇酸、堿或者鹽溶液作為消解液，在一個封閉容器中將其與一定量的樣品溶液充分混合后，采用微波加熱，在高溫高壓的狀態下將樣品充分消解完全，釋放出游離的元素進行分析測定。雖然微波消解法具有消解較為快速和完全，且空白本底影響較小等優點，但因為工作環境為高壓狀態，有一定的危險性，而且消解樣品量相對較小。這就要求相關工作者結合自己的實驗實際情況，選擇最佳的消解方法，獲得較為理想的實驗結果。

3 土壤中重金屬的測定方法

目前，土壤中重金屬的測定方法較多，下面將具體介紹最為常用的五種測定方法。

3.1 分光光度法

分光光度法是依據朗伯比爾定律，在一定的波長下，一定濃度的樣品溶液的吸光度值與其含量成正比。由于分光光度計工作原理較為簡單，紫外-可見分光光度法由于價格相對便宜，使用方便，操作簡單，深入廣大企業和科研院所的歡迎。

3.2 原子吸收光譜法

原子吸收是最在最近幾十年才創立的分析方法，它主要是利用外層電子與物

質產生作用，由此產生波長在紫外和可見光之間的共振輻射，根據輻射強度與待分析元素含量的關系進行分析測定的分析方法。原子吸收法在重金屬檢測方面有著多種應用，它主要有分析方法的檢出限低、受到的干擾較少、測試時間短、分析結果準確、應用領域廣泛等優點[3]。范寶磊[4]等采用該方法測定了茶園土壤中的多種微量元素，其檢測限達到0.01 mmol/L。

3.3 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法（AFS）的原理與原子發射光譜（AES）和原子吸收光譜（AAS）相類似，通常是蒸汽狀態的基態原子吸收合適的特定頻率的輻射而被激發至高能態，而后激發過程中以光輻射的形式發射出特征波長的熒光。通過測量樣品中待的熒光強度，對樣品中的元素進行含量測定的方法，該方法具有檢測速度快、方法簡單等特點[5]。

3.4 電感耦合等離子體原子發射光譜法

以電感耦合等離子矩作為激發光源的等離子體原子發射光譜法（ICP-AES），憑借其高準確度和高精密度、低檢出限，可同時分析測定多種元素等優點，在國內外廣泛應用于巖石、礦物及土壤等環境樣品中元素的含量測定。曲蛟[5]等采用電感耦合等離子體原子發射光譜法對土壤中重金屬的含量進行了測定；同時，對元素不同的形態的進行了分析，取得了較為理想的實驗結果。

3.5 電感耦合等離子體質譜法

誕生于20世紀80年代的電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）與ICP-AES相比，不僅可以測定其元素的含量，而且可以提供高準確度的元素分子量。近年來，廣泛應用于多種元素的分析測定。該方法不僅可以測定常見的無機元素，而且可以對同位素進行定量分析。由于具有高靈敏度、分析速度快，極大地縮短了測試分析時間，也正是因為這個優點，倍受廣大科研工作者青睞。王娜[6]等采用微波消解法前處理與ICP-MS聯用，可以實現了土壤中更低濃度的砷元素檢測。

4 結語

隨著科技的快速發展，在已經發展很成熟的分光光度法、原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體質譜法和電感耦合等離子體原子發射光譜法等重金屬含量測定方法的基礎上，將努力把土壤重金屬檢測技術朝著快速化、低成本化、自動化、智能化、綜合化以及高普適性的方向發展，最終會形成完備的檢測方法[7]，為解決土壤污染問題和保護土壤環境奠定技術基礎。

參考文獻

[1]劉詩成.土壤中重金屬檢測樣品前處理技術現狀分析[J].油氣田環境保護，2012，22（4）：61-64.

[2]曹燦. ICP-AES法測定蔬菜和土壤中的As、Cd、Pb、Cr、Zn及污染程度評價的研究[D].長沙：中南大學，2012.

[3]曹發明.XRF分析技術在土壤重金屬檢測中的應用研究[D].成都：成都理工大學，2014.

[4] 范寶磊，張健，吳仲珍.原子吸收和原子熒光光譜法測定茶園土壤中的微量元素[J].分子科學學報，2010，26（1）：62-65.

[5]曲蛟，袁星，叢俏，等.ICP-AES測定鄰苯二甲酸氫鉀-氫氧化鈉作用下土壤中重金屬全量及形態分析[J].光譜學與光譜分析，2008，28（11）：2674-2678.

[6]王娜，齊劍英，李祥平.電感耦合等離子體質譜法測定土壤中砷的含量[J].2010，39（1）：100-104.

[7]周寶宣，袁琦.土壤重金屬檢測技術研究現狀及發展趨勢[J].應用化工，2015，44（1）：131-138，145.

（責任編輯：劉昀）