刍议原子吸收方法在土壤检测中的应用
周润田
黑龙江省鹤岗生态环境监测中心 黑龙江鹤岗 154100
重金属污染物具有极强的毒性和难以降解性,极难在土壤中检测到。针对土壤重金属污染问题,国内外众多专家和学者开展了大量的研究工作,其中,原子吸收光谱法是一种较为常用的方法,因此,开展其应用研究十分必要。利用原子吸收法对土壤进行监测,可以对土壤中重金属的含量进行精确监测,从而对土壤进行修复。与常规土壤检测方法相比,原子吸收法具有影响因素少、结果准确、可靠等优点,可为土壤重金属检测提供强有力的支撑。为此,我们应该充分了解该技术的优点与功能,并积极探讨科学有效的技术手段,以更好地服务于土壤环境。
1 原子吸收方法的特点
原子吸收技术通常也被称为原子吸收光谱法,该技术主要有石墨炉法、火焰法等、氢化物发生法等类型。其特点主要包括以下几个方面:
1.1 选择性强
与其他土壤测试手段相比,原子吸收光谱技术在光谱波段上有很大的优势,可以实现对样品的快速分析和自动控制。另外,若采用其它探测手段,则需仔细分析其发光谱,若存在共存物与待测物的辐射相分离现象,则极易影响其发光强度;但是,由于原子吸收法是基于主波长变换,其谱线范围较小,且不会出现交叠现象,所以能有效地抑制各种干扰。
1.2 灵敏度高
与其它测试方法相比,原子吸收法的灵敏度更高。特别是在日常检查中,许多元素都可以达到 PPM 标准。同时,原子吸收法在 PPM 量级上具有独特的优点,具有很高的准确率。原子吸收法操作简便,灵敏度极高,能有效缩短检测和分析时间,加快检测速度。
1.3 分析范围广
原子吸收法是一种常用的分析方法,其分析范围非常广,既能探测到超微量、微量色,又能探测到土壤中的主量元素含量。对于元素的性质,该方法可以同时探测金属、类元素,以及大部分的有机、非金属元素。
2 原子吸收技术在土壤检测中的应用
随着环境保护意识的提高,土壤污染治理工艺和设备越来越受到重视。与此相适应,我国在土壤环境监测方面的投资也日益增多,土壤测试技术的发展也日趋成熟。原子吸收法就是其中一种重要的测试手段。近年来,原子吸收光谱法在土壤中的应用日益广泛。为了充分利用该方法的优点与功能,将原子吸收法用于土壤测试时,除了要对土样进行分析外,还应排除有关的干扰,保证测试结果的可信度。
2.1 土壤样品处理
土壤样品处理是原子吸收法的核心步骤,对土样进行前处理,既方便了土样的消解,又能展现土样的光谱特性,为后续的检测与分析提供依据。溶样和熔样是土样的主要处理方法,它们都可以通过破坏矿物晶格来达到对被测元素的迁移。土样的前处理一般采用酸溶解法或碱溶解法,前者需用硝酸、高氯酸、盐酸和氢氟酸破坏土中矿物晶体结构;对人工湿地,主要是通过碳酸钠和碳酸钾来破坏土壤中的矿物晶格。然而,在实际的土样测试中,多采用酸性溶解体系,其测定结果优于碱溶体系。比如,利用硝酸、高氯酸和氟化酸等对土壤进行处理,利用氢氟酸对土壤矿物晶格的破坏作用,利用硝酸对土壤中的金属离子进行溶解,利用高氯酸对土壤中的有机物进行降解,从而实现对土壤样品的净化,从而为原子吸收法的应用提供理论依据。土壤处理是原子吸收法在土壤中应用的一个重要依据,只有确保了土样的处理效果,才能将其应用于土壤中,实现对土壤中有害物质的精确测定。因此,在使用原子吸收法时,必须对土样进行预处理。
2.2 干扰元素的处理
在使用原子吸收法时,由于各种因素的存在,对测量结果的准确度和可信度产生了很大的影响。为了确保原子吸收法的使用效果和提高测试结果的准确度,必须对各种干扰因素进行有效的治理,尽量减少外部干扰。在使用原子吸收法时,当待测元素的谱线与其吸收谱线相近时,极易引起测定结果的偏离。为了解决这一问题,需要对谱线进行适当的选取,同时要注意对光谱接近的元素进行有效的控制,以避免干扰。另外,在土壤测定中,离子干扰也是普遍存在的,特别是在碱土金属中,电磁干扰是最为严重的一种。在使用原子吸收法时,若存在离子化的干扰,则会使测定中的碱土金属波长变得困难,从而降低了测定结果的准确度。所以,在使用原子吸收技术时,必须重视对离子的干扰,例如采用火焰法测定,通过调整火焰温度,可消除离子化的影响,从而确保测试结果的精度。
在使用原子吸收法时,会遇到很多的干扰。物理扰动是指样品在加工时,其温度、物性等都会发生改变,从而使样品的吸收系数发生改变。为了消除样品中的物理干扰,在使用过程中,要尽可能使用与待测样品相接近的标样,并在同一条件下进行测量。当试剂量较大时,需先稀释后再测定,也可有效地消除各种物理干扰。由于化学干扰的存在,使待测物的原子化和解离效率大大降低,从而影响了分析结果的可信度。对于化学干扰,可以通过添加保护剂来减少干扰元素对待测元素的干扰,使用稀释剂加速待测元素的释放。光谱干扰是指与待测谱线比较接近的谱线,例如吸收谱线交叠,通带中无吸收线,本底干扰等,引起干扰。为避免吸收线交叠,可采用化学分离法。对于非吸收线,可采用窄缝宽的方法来实现,从而实现对多出射谱线的阻隔。对于本底的扰动,可以采用背景校正的办法来消除。
2.3 污染元素评价
污染因子的评估是土壤监测的终极目标,通过对污染因子的评估,可以了解土壤的污染状况,从而为制定相应的修复措施,从而提高土壤环境质量。在对土壤元素进行分析的基础上,利用原子吸收法对其进行分析,确定其种类和含量,从而对其进行精确的分析。其次,通过对特定区域内特定要素的空间分布特征,识别各要素所占的比例,进而决定相应的整治措施。另外,还需要根据测试的结果对造成土壤环境污染的原因进行分析,并针对不同的因素采取相应的防治对策,从而达到从根本上治理土壤污染的目的。例如,采用石墨炉方法测定土壤中的氯离子,采用火焰光度法测定其含量,并结合喷施农药、工业废水排放等对土壤重金属的影响。农药和工业污水中都含有大量的重金属,它们通过作物对人体健康造成威胁。利用污染因子评估方法,可以对土壤中重金属的污染状况进行准确的了解,并确定其来源,从而达到从源头治理的目的。
3 结语
综上,土壤作为农业的根本,其对农业生产造成了严重的危害,对人体健康造成了严重的危害。所以,做好土壤环境的修复工作显得尤为重要。土壤监测是土壤修复的前提与保证,采用原子吸收法可以有效地监测土壤中主要污染物的类型及水平,从而为土壤污染防治措施的制订提供科学依据。
参考文献
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