原子吸收光譜法在土壤環境監測中的應用研究

金崇君，王 強，梁家樂

（浙江清盛檢測技術有限公司，浙江 寧波 315000）

相較于其他監測方法，原子吸收光譜法對環境監測效果更好，能夠準確檢測出土壤的重金屬含量，所以有必要對原子吸收光譜法進行研究，從而為土壤環境檢測工作提供依據，確保檢測結果的準確性。

1 原子吸收光譜檢測方法介紹

1.1 火焰原子吸收光譜法

火焰原子吸收光譜法被廣泛應用于土壤重金屬檢測當中，并發揮著至關重要的作用。空氣-乙炔火焰不僅操作十分簡單，而且對于土壤檢測速度快，檢測成本低。但需要注意的是，空氣-乙炔火焰無法檢測微量樣本，并且由于火焰的溫度較低，對于一些微量樣本，空氣-乙炔火焰不能高效地將樣本中的元素原子化，從而造成靈敏度過低。因此，工作人員在用空氣-乙炔火焰對土壤樣本進行檢測時，必須嚴格限制樣本量，確保檢驗效果。

火焰原子吸收光譜法的工作原理是借助火焰向原子提供能量，當原子吸收到足夠的能量后會出現躍遷，工作人員便可以根據不同原子的躍遷狀況進行研究分析，然后根據檢測結果制定相應措施。

1.2 石墨爐原子吸收光譜法

所謂石墨爐原子吸收光譜法是指以石墨材料作為原子化器對土壤進行檢測，以此來分析土壤的實際情況。石墨爐原子吸收光譜法不僅靈敏度較高，檢測方法簡單，而且對于土壤樣本的需求量較少，因此工作人員在對土壤進行檢測時，只需要很少的土壤樣本便能得到準確的分析結果。但是需要注意的是，石墨爐原子吸收光譜法相較于其他原子吸收光譜法，檢測的精度較差，并且每次土壤檢測都需要花費極高的成本，甚至在對一些復雜的物質進行檢測時，經常受到各種因素的影響，使得土壤檢測結果的精準度難以保證。因為土壤中所含物質相對復雜，所以相較于其他土壤檢測方法，石墨爐原子吸收光譜法使用較少，即便是使用這種方法對土壤進行檢測，為了確保檢測結果的準確性，需要反復進行檢測，嚴重增加了檢測成本。

1.3 氫化物發生法

氫化物發生法與上述兩種原子吸收光譜法相比，檢測時間較短。不過氫化物發生法具有較好的靈敏度，尤其是在檢測一些容易形成氫化物的物質時，檢測效果更佳。例如：在對As、Hg、Se、Sb這些元素進行檢測時，由于這些元素都是土壤當中含有的很容易形成氫化物的重金屬物質，因此，工作人員便可以使用氫化物發生法來進行檢測，確保檢測結果的準確性。

不僅如此，氫化物發生法可以有效分離元素物質，提高分離效率，使得檢測速度更快，可以很好地檢測出土壤環境當中的砷和汞，所以被廣泛應用在土壤環境檢測當中。

2 原子吸收光譜法在土壤環境監測中的應用優勢

2.1 選擇性強

不僅如此，與其他檢測方法不同，利用原子吸收光譜法在進行檢測時，譜線的變化規律固定，只會出現在主線系當中，不會讓譜線和干擾線產生重疊，從而保障檢測結果的準確度。

2.2 靈敏度高

現階段，因原子吸收光譜法的自身優勢而迅速普及在土壤環境監測當中，能夠有效檢測重金屬元素以及非金屬元素，具有較高的靈敏度。尤其是當工作人員在對較多元素進行分析時，使用原子吸收光譜法可以達到ppm數量級，從而使整個土壤環境分析過程變得相對簡單，最大程度上縮短了土壤樣本的檢測分析時間，提高了檢測效率，保證檢測結果的準確性。此外，因其靈敏度高，可以有效地保證檢測結果，使得工作人員在對土壤樣本進行檢測時，需要的樣本量少，能夠有效降低采樣成本。

工作人員在對土壤采樣時，很容易便會受到外界因素的干擾，導致采樣困難甚至樣本數量少的情況，影響整個土壤環境檢測結果。而利用原子吸收光譜法則可以有效避免這個問題，即便減少土壤樣本數量，依然能夠對土壤樣本進行分析，提高土壤分析效率，幫助土壤環境恢復。

2.3 分析范圍廣

原子吸收光譜法能夠進行測定分析的元素多達73種，可見范圍之廣[1]。尤其是土壤環境相對復雜的情況，土壤當中擁有大量的元素，如果只依靠傳統的檢測方法，不僅檢測成本高，而且很難保證檢測結果的準確性。若是在土壤檢測當中應用原子吸收光譜法，便可以對土壤中的元素進行分析，為后續工作的開展打下基礎。因此原子吸收光譜法被廣泛應用于土壤檢測當中，以滿足土壤檢測需要。同時，工作人員利用原子吸收光譜法除了可以檢測土壤當中重金屬元素的種類，還可以對稀釋后的土壤樣品以及氣態樣品和固態樣品進行檢測，如此工作人員在對土壤環境進行檢測時，便不用再對土壤進行復雜的前處理操作，可以直接對土壤進行檢測，不僅優化了檢測環節，還提高了檢測效率，節約了大量時間。

不僅如此，因為這種檢測方法的分析范圍十分廣泛，所以還可以對金屬元素以及非金屬元素進行檢測。因此，這種檢測方法在土壤檢測中得到大規模普及，并發揮著至關重要的作用。

3 現階段原子吸收光譜法在土壤環境監測中的應用

3.1 土壤中重金屬含量檢測的應用

現階段，隨著工業化進程的不斷推進，很多企業將廢棄物和污水直接排放到土壤當中，使得土壤中含有大量重金屬元素，導致土壤污染十分嚴重。而且這些受到污染的土壤會通過農作物的吸收集中在農作物身上，使得農作物重金屬含量不符合相關標準，影響食用者的身體健康。因此為了避免這一情況，必須做好對土壤的檢測工作，并以此來進行分析研究，幫助土壤恢復健康。此外當農作物將重金屬吸收到自身后，還會通過氣孔排放到大氣當中，對人們身體健康產生嚴重危害。有關部門要做好土壤檢測工作，降低土壤中重金屬含量，如此不僅可以減少土壤污染，還可以保證人們的身體健康。

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因為原子吸收光譜法擁有較高的靈敏度，并且對土壤的檢測效率極高，對土壤樣本的需求量較小，所以在土壤檢測中得到廣泛使用，為保障土壤環境、保護人們身體健康打下基礎。這種檢測方法的檢測原理是利用空心陰極燈，向需要檢測的土壤樣本發射光線，但需要確保所發射的光線波長固定，為土壤當中的原子給予能量，再用原子化器對原子進行蒸氣化，然后根據原子對蒸氣的吸收程度，計算出原子的吸光度，最后通過計算機將各原子的吸光度制作成光譜，并以此進行研究分析，從而計算出土壤當中重金屬的含量。但需要注意的是，原子吸收光譜法只能進行定量分析，無法對土壤進行定性分析，因此工作人員在使用原子吸收光譜法對土壤進行分析時，需要專門對土壤當中的重金屬含量進行調查研究，為后續的土壤檢測工作打下基礎。

重金屬對土壤的污染不僅會造成土壤肥力下降，農作物難以吸收足夠的養分而無法茁壯生長，還會使得土壤當中重金屬含量不符合相關標準，導致農作物重金屬含量超標，危害人們身體健康。而將原子吸收光譜法應用到土壤重金屬檢測當中，可以準確檢測出土壤中的重金屬含量，并提供相應的解決方案，恢復土壤健康，以此來促進農作物健康生長，保障人們的身體健康。

3.2 土壤中重金屬元素形態分析方面的應用

元素形態主要是指土壤中重金屬元素是以怎樣的方式存在[2]。例如：有些土壤當中的重金屬元素十分穩定，有些土壤中的重金屬元素則是通過有機結合態的形式留在土壤當中，還有些土壤當中的重金屬元素缺乏穩定性，常常以交換態形式存在于土壤當中。一般來說，大部分重金屬元素都缺乏穩定性，難以進行分析，將原子光譜吸收法應用到元素分析中，便可以最大程度分析出重金屬的形態，從而采取對應的措施，降低土壤中重金屬含量，恢復土壤健康。但是因為重金屬元素形態分析比重金屬含量更加復雜，使得工作人員在進行檢測工作時，受到很大阻礙。而在土壤檢測中使用這種方法，則能有效解決這一問題。可以有效對重金屬元素形態進行分析，找出土壤當中的所有金屬元素，相關人員可以此為依據做出正確的決策，降低土壤污染，保護土壤環境。

3.3 土壤中重金屬污染評價方面的應用

對土壤中重金屬含量進行檢測之后，還能對其污染做出評價，評價其價值是否值得投資等[3]。例如：現階段，很多創業人員會從城市返回到農村當中進行農作物種植，尤其是菌類種植。由于菌類可以促進土壤循環，凈化土壤，使土壤當中的重金屬含量降低。尤其是菌類本身擁有較大的利潤，能夠保障創業者自身的經濟效益。因此，創業者在種植菌類前，需要對土壤當中的重金屬污染進行評價，并對土壤當中的重金屬含量進行檢測，確保土壤當中的重金屬含量符合相關標準，不會影響菌類生長，從而保證創業者自身經濟效益。

不僅如此，將原子吸收光譜法應用到土壤中重金屬污染評價方面，可以讓投資者充分掌握土壤的實際情況，從而做出科學、合理的判斷。雖然這種方式在前期會增加成本的投入，但是卻可以有效保障土壤當中的重金屬含量符合標準，確保自身利益不會受到損害。因此，這種土壤檢測方法在污染評價上也得到了普及和推廣，并發揮著至關重要的作用。

3.4 在土壤監測干擾消除中的應用

物理干擾、電離干擾、光譜干擾是應用原子吸收光譜法在土壤監測中常見的幾種干擾[4]。

3.4.1 光譜干擾

一般來說，若是在檢驗過程中土壤樣本的吸收線相同，那便會在土壤檢測時產生光譜干擾。并且因為重金屬元素具有特殊性，每個重金屬元素所吸收的光線不同，導致對檢測結果產生影響。所以為了最大程度確保準確度，在檢測土壤樣本時，要利用好不同元素波長不同這一特點，來對元素波長進行分析，提高檢測準確度。

3.4.2 電離干擾

所謂電離干擾就是當堿金屬和堿土金屬產生電離作用后，堿土離子就會對特定波長進行吸收，導致工作人員在對土壤進行檢測工作時出現盲區，從而嚴重影響檢測結果。因此，為了避免電離干擾，工作人員可以采取乙炔火焰的方法對土壤中的重金屬含量進行檢測，如此不僅可以降低電離干擾，還可以最大程度上保障檢測結果的準確性。此外工作人員在進行檢測時，還可以將電離緩沖劑添加到土壤樣本當中，通過這種方式也能有效防止電離干擾出現。

3.4.3 物理干擾

通常情況下，物理干擾只會在試液溶液和標準溶液之間存在差異的情況下出現，例如：當土壤表面的濃度以及土壤表面張力出現不同時。因此，工作人員在對土壤的檢測過程中，如果使用的檢測方法存在差異，便會對溶液的反應產生影響，影響檢測結果的準確度。所以，為了避免這種情況發生，提高土壤樣本檢測的準確度，要盡可能使用原子吸收光譜法，必須讓標準溶液和試液溶液充分融合在一起，以此來降低物理干擾的出現，提高準確度。

4 原子吸收光譜法應用于土壤環境檢測的具體案例

4.1 樣品預處理

樣品預處理為原子吸收光譜法的首要內容，消化與熔融屬于樣品處理的兩種有效措施[5]。通過這種方式可以讓土壤當中礦物質晶格遭到破壞，使得晶格內部待測對象出現轉移。目前，在對土壤樣本進行檢測時，主要通過堿溶以及酸溶這兩種方式來進行檢測工作，酸溶系統主要是通過高氯酸、硝酸相互融合的方式，進行檢測，為后續檢測工作打下堅實的基礎。

4.2 鉛的消解與測定

鉛元素是造成土壤污染的主要重金屬元素，在對土壤樣本進行檢測時，工作人員可以通過原子吸收光譜法來測定出樣本中鉛元素含量。其檢測原理是先將采集到的土壤樣本進行酸化處理，然后將其與氫氟酸-硝酸融合在一起，共同進行消解，待消解完成后，借助乙炔火焰對土壤樣本進行處理，最后根據處理結果對土壤樣本進行分析，幫助土壤恢復健康。

同時還要選出一定量的土壤樣本放入消解罐中，向消解罐中加入硝酸以及氫氟酸，將內部材料混合在一起后，再密封起來放置到微波消解儀中對土壤樣本進行處理工作。

以某砂金礦土壤樣本為例，當土壤中含有數量眾多的Hg與As元素時，土壤當中的重金屬含量明顯超過了相關標準，并且與周圍林木土壤比起來，砂金礦土壤當中的Cr和Zn元素含量也在持續增加。因此，工作人員在對當地土壤進行治理時，必須充分考慮土壤當中的水分、養分等因素，從而最大程度上提高土壤污染治理效果，確保土壤當中的重金屬含量符合相關標準。

4.3 監測干擾處理

工作人員在對土壤樣本進行檢測時，經常會受到外界因素的干擾，從而導致檢測的效率和準確性難以保證。因此，為了更好地對土壤進行檢測，確保檢測結果的準確性，工作人員應該加強對干擾源的處理。例如：當工作人員對土壤進行檢測時遇到光譜干擾時，應選擇適合的光譜線進行分析，通過這種方式來控制相近波長，確保檢測結果的準確性，并以此為依據采取相應對策，降低土壤當中的重金屬含量，幫助土壤恢復健康。

4.4 污染元素分析

工作人員在詳細掌握土壤的污染情況后，應根據土壤污染的實際情況，制定科學、合理的控制方案，以此來確保土壤生態環保工作能夠有序進行，從而降低土壤當中的重金屬含量，幫助土壤恢復健康，保障人們的身體健康。因此，工作人員在對土壤樣本進行檢測時，還要加強對污染元素的分析與評價，使土壤污染能夠得到控制。

5 結論

總而言之，要想加強原子吸收光譜法在土壤環境監測中的應用，還需要綜合考慮各種應用方法和實際情況，從而選擇最佳有利方案。在此基礎上，才能將各種應用方法進行有效整合，進而加強原子吸收光譜法在土壤環境監測中的應用，這一過程需同時關注技術與設備升級，相關人才培養也不容忽視。