簡析原子吸收光譜法在土壤環境監測中的應用

鄧依婷

摘 要：隨著我國工業的快速發展，隨之而來的環境污染問題也越來越嚴重，人們生活的環境質量也逐漸變差，由于環境問題導致的疾病也越來越多，環境監測越發引起廣大民眾注意。目前全國范圍內建立很多環境監測站。環境監測的內容包括很多，比如空氣檢測、水環境監測、土壤環境監測等等。不同的檢測對象有其最佳的檢測技術，本文主要介紹土壤環境監測中常用的一種方法——原子吸收光譜法。

關鍵詞：經濟發展;環境監測站;土壤環境監測;原子吸收光譜法

1、進行土壤環境檢測的意義

工業發展伴隨而來的污染愈發嚴重，這些污染物大部分都會埋于在土壤之中。有些化工產品中含有一些毒性、重金屬、難降解的物質等，這些都被稱為化工垃圾。當然，農業肥料的大量使用，對土壤環境也有影響。因此，在進行環境檢測過程中，有必要將土壤環境檢測列入其中，對土壤環境進行有效的監測，一來可以保護土壤環境，二來可以對已經污染的環境進行科學的檢測分析，針對土壤污染源，污染程度制定出合理的改善措施。

2、原理介紹

近代物理學研究表明，原子一般處于基態，但是當原子吸收能量的時候。可以轉化為激發狀態。處在激發狀態時原子之間會引起共振反應，發生共振反應時原子需要吸收能量產生吸收光譜。輻射值大小不同，表示元素含量的不同，可以通過測量這一指標，間接判斷樣本中的元素含量。

3、土壤檢測法分類介紹

上面介紹的原子吸收光譜法，根據原子吸收光譜的類型可以大致分為三種，現在就對這三種不同的原子吸收光譜法進行簡單介紹。

3.1 火焰原子吸收法

由名字可以知道火焰原子吸收法主要利用高溫讓待檢測元素原子化。這種檢測方法的效率極高，而且進行實驗所需要的成本非常低。當然此法也有其自身的缺點和不足。首先就是火焰原子吸收法只能用于易原子化原子元素檢測，其次就是所需檢測溫度非常高，一般情況很難達到。現在主要采用的就是乙炔燃燒產生的高溫讓元素原子化。不斷的實踐中人們發現氧化亞氮可以有效提高乙炔發生燃燒時的溫度。最高溫度可以達到三千攝氏度，基本滿足大部分活潑元素的原子化要求。第三個就是該種方法的檢測精度不夠，也就是說該方法無法檢測土壤中的微量元素。

3.2 石墨爐原子吸收法

石墨爐原子吸收法的原理也是利用高溫，通過高溫讓元素原子化，只是這種方法是通過電加熱石墨爐來獲取高溫，和火焰原子吸收法相比，石墨爐原子吸收法的靈敏度大大提高，增加了3個數量級，因此原子化效率高，也正因為這種方法原子化效率高，所以在實驗過程中所需藥品含量較少。同時電加熱的溫度可控性比化學燃燒可控性強。但是這種方法也有他自身的局限性和不足。第一、原子爐加熱過程中溫度分布非常不均，進而導致實驗效果差強人意。但是這個缺點，隨著科技的進步，已經得到了很大的改善。第二、這種方法檢測速度很慢，檢測花費的成本較高，而且檢測成分復雜的土壤精確度差。對于元素成分比較復雜的土壤，并不適合采用該方法。

3.3 氫化物發生法

利用高溫讓元素原子化并不適用所有情況，有些元素在高溫條件下也很難發生原子化，這時候上述方法就不再適用。我們需要新的檢測方法，研究發現，高溫難以原子化的那些元素，有部分可以與氫化物發生反應。利用這一特性氫化物發生法就誕生了。這種方法主要是讓土壤中的那些元素氫化物發生反應，來讓其與土壤發生分離。氫化物發生法的檢測效率極高，且精度也比較高。但是這種檢測方法也有不足之處，首先就是這種方法所能檢測元素較少，第二就是這種檢測方法的成本非常高。

4、綜合對比

除了本文介紹的土壤檢測方法之外還有很多其他方法，但本文介紹的土壤檢測方法與其他方法相比有明顯的優點。首先就是具有很高的靈敏度。在眾多的土壤檢測方法中，利用原子吸收光譜來進行檢測是靈敏度最高的，所以可以大大的縮短檢測周期，加快檢測速度。其次就是這種方法不易受到外界環境的干擾。由于是利用原子吸收能量產生吸收光譜進行檢測，所以只能檢測方法不易受外界環境干擾。而且易于實現自動化操作，降低人為因素產生的誤差。第三就是這種方法應用范圍極廣，不僅僅可以運用到土壤環境檢測，只要是涉及到微量元素的檢測，都可以采用這種方法。

5、土壤環境檢測前預處理

土壤環境檢測并不是直接將采樣土壤進行原子化處理，需要先進行預處理。前處理的方法有很多，這里介紹幾種與原子吸收光譜法相配套的土壤樣品前處理方法。第一就是超聲波輔助檢測處理技術。土壤樣品與水混合時，難免還有很多顆粒狀固體難以溶解，但是如果采用超聲波輔助技術，可以加快這些固體介質的溶化，而且超聲波技術條件溫和對樣品的影響較小。如果提前對樣品進行超聲波處理，對樣品溶液的萃取難度加大，時間加長。在實驗過程中也會發現，采用超聲波提前處理的樣品產生堵塞的情況大大降低，這樣一來可以有效的保護實驗儀器，提高實驗檢測的準確性，加快試驗進度。第二種方法同樣是對樣品溶液的處理方法，目的與上一種方法類似，利用微波技術同樣可以加快樣品溶液中固定顆粒的溶解，由于微波產生的能量可以讓液體溫度提高，在加熱后的溶液中，土壤樣品的溶解速度大大提高。而且相較于傳統的溶液加熱法，微波加熱受熱均勻，加熱速度快，環境污染小。而且進行微波溶解的過程中都是密閉狀態，這種狀態下就可以有效保證前處理讓樣品流失，導致實驗結果準確性降低。第三種常用的前處理方法就是懸浮液技術，這種方法操作非常簡單，只需要將土壤樣品研碎后直接倒入提前配置好的懸浮液中直接放入原子化的儀器中進行試驗檢測。這種方法的主要有點就是檢測速度快，提高檢測速度。

6、土壤中金屬形態及其危害淺析

在檢測時，我們不僅僅是要得到檢測樣品中危害元素的含量，最重要的還要了解它們在土壤中的存在形式。在土壤中，重金屬存在的形式各種各樣，一般包括有機結合物、硫化物、交換態等等。和元素含量檢測比較，對于重金屬形態的檢測難度更大，操作更加復雜。經過大量的實驗表明，金屬元素中的銅鉻鉛等元素常常以結合態出現，這種形態的極不穩定，很容易受到環境變化發生形態變化，因此對于土壤中這些元素含量超標的應該予以重視，采取合理有效的措施進行土壤改善。而對于鎳等元素，一般都是殘余狀態，這種狀態對土壤環境變化的影響較小。

7、結束語

土地是農業生產的根本，土壤的污染接導致我國有效的可耕種面積減小，我國本來就人口眾多，人均土地面積不多，所以對于土壤環境的保護我們每個人都要盡到義務。當然國家環保部門應當加大監管力度，一方面減少工廠對于土壤環境的污染，另一方面也要加大對土壤環境檢測技術革新的投入。原子吸收光譜法雖然有很多不足之處需要改進，但仍然是目前土壤環境檢測的最有效的手段，如果加大對環境監測技術革新的投入，在未來，這種技術一定會越來越完善，技術的提高意味著檢測精度的提高，可以為環保措施的制定打下堅實的基礎，有力地促進土壤的可持續發展。

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