原子吸收光譜法在土壤環境監測中的應用初探

侯燕

大連大公檢驗檢測有限公司 遼寧大連 116000

土壤是人類賴以生存的物質基礎，是人類生存環境的重要組成部分。隨著國家工農業的快速發展，土壤污染問題日益突出，越來越多的污染物通過降雨、地表徑流、大氣沉降、污灌等方式進入土壤，污染表層土壤甚至更深的土壤成分。污染物種類繁多，成分較復雜，一般含有重金屬、有機污染物等毒性強、易積累、難生物降解的污染成分。為了能針對性地進行土壤污染治理工作，需要先對不同深度的土壤層作準確的監測工作，以便精確分析到土壤中的污染成分及污染程度。相關研究表明，原子吸收光譜法作為目前在土壤環境監測中應用較為廣泛的監測技術具有眾多優勢，具有十分重要的研究意義。

1 原子吸收光譜法的原理概述

原子吸收光譜法是基于物質所產生的原子蒸汽對待測元素特征譜線的吸收作用來進行定量分析的一種監測方法，在待測元素的特定和獨有的波長下，通過測量待測試樣所產生的原子蒸汽對輻射的吸收值大小，來計算出試樣中待測元素的含量[1]。基態原子能夠從特征輻射光輻射中吸收能量由基態躍遷到激發態，第一激發態發生共振吸收，進而產生原子吸收光譜。研究發現，原子吸收光譜法具有準確度高、靈敏度高、干擾少、測定范圍廣等優點，在眾多監測工作中應用較為廣泛。

2 原子吸收光譜的檢測方法

2.1 火焰原子吸收光譜法

火焰原子吸收光譜法作為目前應用最為廣泛的一種檢測方法，具有檢測速度快、重現度高、分析成本低、易操作等優點，主要適用于易原子化的元素檢測，對大多數元素有著較高的靈敏度和檢測極限。但對于耐高溫的V、B以及Ta等元素，火焰法不能將其徹底離解，特別是在含有堿土金屬的土壤樣品中，金屬元素也無法被分解，具有一定的應用局限性。

2.2 石墨爐原子吸收光譜法

石墨爐原子吸收光譜法是利用電流加熱石墨材料做成的原子化器進而實現元素原子化的檢測方法，具有結構簡單、易操作、靈敏度更高、安全系數更高的優點，缺點在于其測定速度較慢、分析范圍較窄、檢測費用較高、重現度不高等，相對檢測應用范圍較窄。

3 原子吸收光譜法在土壤環境監測中應用

3.1 原子吸收光譜法在土壤重金屬污染評價中的應用

隨著我國工農業的快速發展，以及部分企業對土壤環境保護意識的欠缺，經常發生企業向周邊土壤排放未經處理的生產廢水、填埋廢渣等污染土壤環境，這些生產廢水廢渣中存在較多的重金屬，如鉻、鉛等，對土壤環境造成了嚴重的污染。大興安嶺的古利庫砂金礦土壤相關研究表明，通過原子吸收光譜法對部分土壤樣品進行監測分析，發現土壤中含有大量的As、Hg等重金屬元素，且重金屬的含量值已經嚴重超標，還在呈現不斷增長的趨勢，需要緊急采取相應的土壤治理措施。相關的例子還有一些專家利用原子吸收光譜法對陜西潼關縣的農田土壤進行監測調查，以及對該土壤種植的主要農作物小麥和玉米中的Hg、Cd、Pb、Cu、Zn等重金屬元素的污染狀況進行了監測。結果顯示該區域農田土壤中含有Hg、Cd、Pb等重金屬，平均含量均略有超標，該地區種植的主要農作物小麥和玉米中也監測出了這3種重金屬元素，同樣存在嚴重超標情況。土壤污染情況比想象中的要嚴重，需要刻不容緩地采取必要的土壤治理修復工作。

3.2 原子吸收光譜法在土壤重金屬元素形態分析中的應用

元素形態具體是指元素的存在形式，而土壤中的重金屬可以是以碳酸鹽結合態、有機結合態、鐵錳氧化物和交換態等形態存在。復雜的存在形態給土壤的治理修復工作勢必會帶來極大的挑戰。因為重金屬碳酸鹽結合態和交換態有較弱的穩定性，在土壤環境中易進一步分解反應形成新的污染元素，所以土壤中的重金屬元素形態分析要比單純的元素總量檢測過程復雜的多，元素形態分析對于監測分析的手段、檢測儀器的靈敏度以及分離水平等都具有較高的要求，而原子吸收光譜法檢測恰好可以滿足檢測人員對土壤中元素形態的進一步分析要求。比如，相關檢測人員對內蒙古某地區公路沿線的土壤多個地方進行取樣，對其中的Zn、Ni、Pb等重金屬元素的含量和化學形態進行了相關檢測，檢測結果表明，土壤樣本中重金屬元素的大部分以有效態的方式存在，其中屬Zn元素的有效態含量高。因此通過對該檢測結果的分析，得出該地區需要重視重金屬Zn元素對土壤環境污染的影響。同樣的例子還有通過對惠溪河濱岸的多個地方的土壤樣品進行重金屬元素形態的分析，證實了惠溪河濱岸的土壤已經受到了嚴重的重金屬污染，而諸多污染元素中屬As、Zn、Cd、Cu重金屬的含量高，達到了重度污染的程度，其中Zn主要是和Fe-Mn氧化物的結合態形式存在，As大部分以殘渣態形式存在，而Cu是以殘渣態和有機結合態的形式存在的，不同的重金屬元素存在形態都不相同。相應采取的治理手段也要針對性地調整，進而減少土壤中重金屬元素的含量，有效降低土壤中的重金屬污染程度。

綜上所述，原子吸收光譜法是有效檢驗土壤中重金屬元素含量及存在形態的科學檢測方法，具有較高的檢測效率和準確度。隨著科技的發展進步，原子吸收光譜技術也能在實際應用中不斷提高完善，進一步減少檢測誤差，擴大土壤檢測范圍等，為土壤環境的治理保護提供更準確的數據支撐，促進土壤環境的綠色可持續發展。