土壤中重金屬元素的測試方法研究

陸守平

摘 要：近些年來，由于人們的生活污水排放、污染灌溉、大氣沉降、采礦冶煉、農藥和化肥大量使用等原因，使得土壤污染尤其是重金屬污染問題日益嚴重，有的甚至影響到人們的日常生活。因此，土壤重金屬污染問題越來越受到人們的關注，也成為生態環境和土壤科學家們研究的熱點。就此，筆者就土壤中重金屬污染做一個分析并研究其測試方法。

關鍵詞：土壤；重金屬元素；測試；研究

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180133210

在化學世界里，重金屬元素并沒有嚴格的分界線，大多是指相對密度≥5.0的金屬元素，包括Fe、Zn、Cd、Hg、Ni等多種元素。而且土壤里的重金屬是不能被土壤微生物分解，很容易積累，再成千百倍富集的，通過食物鏈作用放大，危害人類的健康。對此問題，許多環境、土壤科學家致力于研究如何測試土壤中重金屬元素，希望能找到土壤重金屬污染問題的解決辦法。

1 土壤中重金屬的污染

在自然界元素分布里，重金屬的濃度都是自然濃度，含量低，對人們的生活并不會造成什么影響。但是近年來，由于人們對重金屬元素的開采、冶煉、加工及商業行為越來越多，讓很多重金屬比如汞、鉛等有機會進入大氣、水、土壤中，而大氣、水、土壤與人們的生活環境息息相關，因此，人們的生活環境受到嚴重影響。重金屬一般都是以各種化學狀態或化學形態存在，當它們通過大氣、水、土壤進入生態環境后，由于生態物質元素的循環，時間長了就會在生態環境里堆積、存留和移動，對環境造成一定的危害。比較常見的就是工業廢水里面的重金屬，隨著廢水的排出，重金屬可以積累在藻類或底泥中，有些甚至可以吸附在魚和貝殼的體表，通過食物鏈而濃縮，從而對人體造成一定的影響。

2 探究土壤中重金屬元素的檢測方法

2.1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法又稱為原子吸收分光光度分析法。它是在氣態的基態原子外層電子對紫外光和可見光范圍的相對應原子共振幅射線的吸收強度基礎之上，來檢測被測元素含量的分析方法。它的基本原理是當1束從空心陰極燈或者光源中發出的特定波長的入射光通過原子化器時，待測物將會通過原子蒸汽，從而使得部分入射光被吸收，而其他透過的入射光在經過分光系統和檢測系統時，可以很容易檢測出入射光的吸光度。在化學原理上，因為吸光度與被檢測元素的原子濃度呈線性關系，因此就可以檢測出待測物中某種元素的含量了。

原子吸收光譜法看似簡單，但實際操作還是比較復雜的。如果要檢測多種重金屬元素時，無法排除其他元素的干擾，并且無法測定非金屬及難熔元素。當然，采用原子吸收光譜法檢測土壤中金屬元素含量還是有一定的優勢之處：精密度高，分析范圍廣泛，有較強的選擇性。原子吸收光譜法在農業上也有著廣泛的應用，比如在土壤、肥料及植物中的中微量元素的分析、水的質量的分析、土壤中重金屬污染情況分析、土壤調查及農業環境評價分析等方面。

2.2 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法主要是依據原子的輻射，從而對檢測物中元素的含量進行分析的發射光譜分析法。由于在一定條件下，熒光強度與被測溶液中待測元素的濃度關系遵循一定的定律，只要測試出熒光的光強度就可以求出待測物中某種元素的含量。而人們只需要利用特定的激發光源發出的特征發射光，再照射一定濃度的待測元素的原子蒸汽上得到原子熒光。原子熒光光譜法包含原子吸收和原子發射2種分析方法，并且克服了這2種方法在某些地方的缺陷。

目前有關研究報告顯示，使用原子熒光光譜法檢測重金屬元素，約有20多種重金屬元素的檢測準確度要優于原子吸收光譜法。這說明原子熒光光譜法是有很高靈敏度的，特別是用激光做激發光源的時候更合適。當然它也有缺點，在檢測過程中會受到散射光的干擾，存在熒光淬滅效應。在環境科學、高純物質、礦物、水質監控、生物制品和醫學分析等方面金屬元素的檢測中，應用廣泛。

2.3 電感耦合等離子體發射光譜法

電感耦合等離子體發射光譜是一種利用被測元素的原子或離子，使其在光源中被激發從而得到檢測元素的特征輻射，通過判斷這種特征輻射的存在及其強度，再對各元素進行定性和定量分析。此種方法優勢可以分析一些非金屬元素，也不易受到干擾，準確度高，特點是：在對元素分析過程中可以進行定性、定量分析，所以它的分析速度較快。主要用于檢測非金屬元素。

3 結語

本文筆者只總結了3種土壤重金屬元素的測試方法，當然，隨著現代新的科學技術發展，其檢測方法肯定不止這3種，相信在科學家的努力下，未來不僅會有更多重金屬元素的測試方法，還會研究出更多解決土壤中重金屬污染問題的辦法。地球是人們共同的家，每個人都有責任去珍惜和保護。社會在進步發展，要保證環境不再受污染尤其是土壤重金屬污染，還需要人類團結一心，持續努力，共同建設美麗的家園。

參考文獻

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