略談土壤重金屬光譜檢測方法

包薩如拉

（內蒙古凱楓環境科技有限公司，內蒙古 烏海 016000）

1 土壤重金屬污染現狀與危害

土壤中重金屬類型并不是單一一種，除了人們都知道的鉛，近年來隨著工業活動的大規模開展，土壤中的鋅、汞、鎘等等重金屬含量也明顯上升。這些重金屬進入土壤中會與土壤中的有機物、無機物發生反應生成多種化合物。含有重金屬的化合物不會被微生物分解，因此這部分物質就永久滯留在土壤中對土壤性質造成破壞。更重要的是，微生物無法降解這部分物質，使這部分有害物質被植物吸收，導致植物營養價值降低，毒性增加，不利于食用。如果人長期食用吸收了重金屬化合物的食物，身體健康會受到嚴重影響。除了被植物吸收間接危害人體健康外，土壤中的重金屬會轉化為毒性更大的烷基化合物，對自然環境以及人體健康帶來更嚴重的侵害。因此土壤重金屬污染是非常嚴重、棘手的環境問題，必須提高重視采取有效措施做好檢測與整治[1]。

2 土壤重金屬光譜檢測方法分析

2.1 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是比較基礎的土壤重金屬污染檢測方法。原子吸收光譜法檢測土壤重金屬污染的原理與步驟是：借助特定波長的光輻射在原子蒸汽元素空心陰極燈進行測試，通過原子蒸汽光輻射的元素與特殊分子結構共同組成的光波作用于土壤，在這一過程中得到定量分析圖標，實現對土壤中重金屬成分與含量的有效測量。在檢測過程中，主要是依據光纖被吸收程度的特征以及原子濃度特征來得到重金屬含量，從而掌握土壤被重金屬污染的程度。整個測量過程主要借助原子光譜儀器來完成，而常用的原子光譜儀器通常由光分環境、原子化器、光源以及顯示設備與檢測裝置五大部分組成。原子光譜儀器的構成比較簡單，操作起來也較為方便，比較適用于微量元素、難溶性元素的檢測工作。

相較于其它檢測方法，原子吸收光譜法的分析范圍廣，可監測到土壤中多種元素含量，如主量元素含量、微量元素含量、痕量元素含量等。應用原子吸收光譜法可檢測到土壤中的金屬元素、非金屬元素以及大部分有機物等。并且該檢測方法還有選擇性強的特點。在原子吸收光譜法這一個方法體系中就包含有70多種具體的測定方法，在開展土壤環境監測工作時，工作人員有更多的選擇性。進行土壤重金屬污染檢測時，可根據測區實際情況選擇最為合適的測定方法，從而讓最終的測定結果更加科學準確[2]。

圖1 原子吸收光譜儀檢測

2.2 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法的檢測原理是：借助輻射能讓原子發射出熒光，根據熒光強度特征得到相應檢測結果。在應用原子熒光光譜法檢測土壤中的重金屬含量與成分時，主要是將待測元素的原子蒸汽置于發射光之下，在照射后產生原子熒光。當相關條件滿足時，待測元素濃度與熒光強度之間存有直接關系，且這一關系符合Lambert-Beer定律，根據這一定律得到測定熒光的強度，進而得到待測元素的濃度。采用原子熒光光譜法進行土壤重金屬含量測量時同樣是借助專門的儀器設備來進行。該設備具有原子吸收與原子發射兩種功能，適用性高，靈敏度高，在測量過程中不易受到外部因素的影響因而測量精度高，能比較準確地檢測出土壤中重金屬成分與具體含量[3]。

2.3 電感耦合等離子的發射光譜檢測法

研究表明，離子與原子在光源的激發下會產生相應的輻射特性，分析這一特征可以獲得土壤中重金屬含量與濃度。這一檢測方法是以多種先進理論與技術做基礎，如光學理論、計算機技術、電學理論等。合理應用電感耦合等離子的發射光譜檢測法能準確檢測出待測樣品中的重金屬含量與成分，完成對重金屬的定性、定量分析。除了能檢測出待測樣品中的金屬元素外，還能檢測出部分非金屬元素。因此這一檢測技術在當前應用的比較廣泛[4]。

2.4 激光誘導光譜法

激光誘導擊穿光譜是激光燒蝕光譜技術中最常用的技術方法之一。這一檢測技術的原理是：激光通過透鏡匯聚后會有電離與氣化樣品表面物質、高峰值功率產生，之后進一步產生高能、高溫等離子體，這些等離子體會輻射出原子光譜與離子光譜，將這些光譜使用光學系統進行收集，并使其進入到光譜儀的入射狹縫中生成光譜數據，將光譜數據使用數據采集控制器進行采集與輸送，使數據進入到電腦系統，電腦中相關軟件對數據進行分析計算，最終得到被測物質中的重金屬成分與含量。在應用激光誘導光譜法進行土壤重金屬含量與元素測量時，主要是基于光譜信號強度與對應元素之間含量具有定量關系，借助這一關系可實現對相關元素的定量與定性分析。相較于其它的檢測方法，激光誘導光譜法的特征特點是：分析范圍廣，能同時對多種元素展開分析；檢測效率高，能在不接觸、不破壞檢測對象的情況下快速、精準分析出待測樣品中的金屬元素，從而保證檢測對象不受二次污染。但值得注意的是，該種方法也存有缺陷，檢測成本要比其它幾種檢測方法的成本更高，并且在檢測過程中易受到激光器激發特性與樣品均勻性影響而導致檢測結果不夠準確[5]。

3 結語

綜上所述， 土壤重金屬污染是非常嚴重的污染問題，如不能及時做好預防與處理，將導致生態環境與人類社會難以實現可持續發展。因此對于土壤重金屬污染問題要能結合相關規范與要求，結合現場實際情況合理選擇原子吸收光譜法、原子熒光光譜法等技術法準確檢測土壤中重金屬成分與含量，為下一步的預防與治理奠定基礎。