土壤重金屬檢測方法的應用及發展趨勢的探究

摘要：隨著現在科學技術不斷發展，土壤重金屬檢測由傳統單一檢測法向著多種檢測方法聯用發展，同時使用檢測儀器也在向著智能化和自動化發展。為了更好運用檢測方法和儀器，需要對檢測方法研究，根據被檢測元素需要合理使用檢測技術。本文在闡述時主要是對土壤重金屬檢測方法分析，研究重金屬元素檢測發展趨勢。

關鍵詞：土壤;重金屬;檢測方法

中圖分類號：X833 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）06-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.140

Abstract：With the development of science and technology， the detection of heavy metal in soil is developed by a traditional single detection method in combination with a variety of detection methods， and the use of the detection instrument is also in the direction of intelligence and automation. In ord to better use that detection method and the instrument， it is necessary to study the detection method， and the detection technique can be reasonably use according to the detected element. In this paper， the method of heavy metal detection in soil was analyzed， and the development trend of heavy metal element was studied.

Key words：Soil;Heavy metals;Determination method

1 土壤重金屬檢測方法的應用

1.1 原子熒光光譜法

使用這種方法來檢測土壤重金屬主要原理是：原子在輻射能量激發下發射光譜分析法，主要利用激發光源發射光照射一定濃度待測元素的原子蒸汽，這種情況下會發生原子熒光，在一般的條件下，熒光強度與被測溶液中待測元素濃度關系需遵循Lambeer-Beer定律，使用熒光強弱度可以有效測出土壤中的元素。

采用原子熒光光譜法檢測土壤重金屬時，可以使用兩種分析方法，一種是原子發射分析法，另一種是原子吸收法。原子熒光光譜法主要特點是靈敏度高，譜線簡單。在現在已知的元素中，有20種元素可以使用本方法檢測出來;當檢測物濃度低時，校準曲線范圍可以在3到5數量級，如果是用激光作為激發光源時效果更加。但是該方法也有著一定缺陷，主要是會出現散光干擾問題，還會出現熒光淬滅效應。原子熒光光譜法主要使用在重金屬元素的檢測上，但是應用范圍非常廣泛，醫藥學、礦物質、環境科學等方面均可使用。而且使用原子熒光光譜法檢測土壤重金屬，有著高效準確的特點，檢測周期一般會在2個小時左右，操作簡單、抗干擾能力強、精密度好。

1.2 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是基于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輻射線的吸收強度來定量被測元素含量為基礎的分析，測定的范圍是特定氣態原子對光輻射的吸收[1]。采用基本原理是在空心陰極燈中發射特定波長的射光，這種射光在通過需要檢測的元素原子蒸汽時，有一部分光會被吸收，再穿透的光線使用檢測儀器檢測被吸收的程度，也就是吸光度，根據元素對光的吸收多少可以判斷出該元素濃度情況。原子吸收光譜法在農業檢測上運用非常廣泛[2]。主要使用在農業環境評價分析、農業水質分析、土壤成分分析、土壤背景值調查，肥料和植物微量元素分析中也可以使用。這種方法主要有著這些方面優點：開展農業檢測時能夠呈現高精密度且抗干擾能力強，同時使用范圍廣泛、靈敏度高，最為明顯的一個優點是選擇性強。但是使用原子吸收光譜法也有著很多缺點，比如在對多元素測定時有一定的困難，而且在非金屬元素檢測及復雜樣品分析時有困難。

1.3 電感耦合等離子體發射光譜

使用這種檢測方法主要是根據需要檢測元素離子和原子在特定的光源情況下會出現特征輻射，使用儀器對特征輻射強弱度進行分析，以此來對元素定量分析和定性分析。這種方法在農業檢測中，主要是用于土壤微量元素檢測分析和環境水樣微量元素檢測分析。使用電感耦合等離子體發射光譜法在微量元素檢測中，主要有著分析速度快、檢測時間短、操作簡便等優點。使用電感耦合等離子體發射光譜檢測動態線性范圍寬，通常情況下是在5到6個數量級，因此，既可以使用在低量元素分析，也可以使用在高含量元素分析。可以實現對多種元素同時進行定量分析元素和定性分析。電感耦合等離子體發射光譜法還可以檢測一些非金屬元素，有著高分析效率、低背景干擾的特點，而且準確性也非常高。

2 重金屬檢測發展趨勢

隨著科學技術不斷發展，重金屬元素檢測方面也獲得了快速發展，但是在實際使用這些檢測技術時，還有一些不足之處，有的技術還有提升空間。

2.1 檢測儀器智能化

重金屬檢測需要使用檢測儀器，而且這些儀器在重金屬檢測時發揮著重要作用。隨著科學技術不斷發展，對于儀器性能也提出更高要求，現代重金屬檢測不僅要求速度和精度，同時要求操作簡單性，這樣可以減少檢測成本。在未來儀器發展趨勢是向著操作簡單化、智能化和自動化發展，這些設備使用對操作人員要求將會降低。現在對于土壤檢測中前期處理設備研發上，我國還處在空白階段，為了促進檢測更好發展，急需對樣品前期處理自動化或者是半自動化設備研究。對于檢測儀器發展智能化方面，這是儀器發展必然之路。一些智能化光線檢測儀器，由于使用費用高昂，很大程度上限制了推廣范圍，因此在以后的研究中，主要是如何降低儀器使用成本，使其能夠更加有效使用在土壤重金屬檢測中。

2.2 檢測結果精準化

土壤重金屬檢測中，從光學儀器使用到各種檢測方法聯用，檢測結果出限情況是逐漸降低，檢測精度也獲得較大提升，而且可以檢測的范圍更廣泛，很多的檢測工作者喜歡使用多種檢測方法聯用來實現檢測。

縱觀土壤重金屬檢測發展史，在20世紀50年代儀器儀表獲得了突破性發展;到20世紀60年代，檢測技術獲得很大程度提高，同時計算機技術使用在檢測中; 20世紀90年網絡技術興起，一直發展到現在微電子技術、計算機技術以及人工神經網絡的使用。新技術的使用使檢測技術有了巨大進步，這些檢測技術從傳統檢測精度mn/L到現在的檢測精度ng/L，實現了質的跨域。特別是在現在檢測技術中使用傳感器科技，這種技術應用使重金屬檢測實現了生物學分析和電化學分析。在各種復雜環境和高敏度環境中都需要使用到傳感器技術，因此該技術為重金屬檢測結果精度奠定了基礎。

當前的研究熱點集中在對高光譜遙感探測等方面研究，并且具有一定的創新性和理論基礎，但是這些技術還處在研究實驗階段，因此對于這些技術推廣，還需要繼續研究和驗證。

參考文獻

[1]李春琦.土壤重金屬檢測方法的應用及發展趨勢研究[J].化工管理，2018（28）：84-85.

[2]辛思潔，林金石.土壤重金屬檢測方法應用現狀及發展趨勢[J].福建分析測試，2018，27（03）：32-37.

收稿日期：2019-04-12

作者簡介：斯佳彬（1990-），男，漢族，本科，助理工程師，研究方向為環境檢測、環境保護。