原子吸收光譜法在土壤環境監測中的應用分析

米拉古麗·加爾恒

（新疆維吾爾自治區塔城生態環境監測站，新疆 伊犁哈薩克自治州 834700）

引言

隨著工業化水平的提升，工廠生產中排放的污染物增多，部分企業為了節約成本，隨意排放污染物，對土壤環境造成嚴重污染，非常不利于人類社會的發展。因此，需要加大對土壤環境的保護力度，引進先進的土壤環境監測技術，如原子吸收光譜法等，以便對土壤環境污染狀態進行動態監測，明確污染類型、污染程度、污染范圍等，以為土壤環境污染的治理提供依據，為土壤環境的優化奠定良好的基礎。

1 原子吸收光譜法的主要類型

1.1 氫化物法

重金屬是引起土壤環境污染的重要因素，一旦重金屬元素在植物體內累積、富集，并間接進入到人體內，會嚴重危害人體健康。其中銫、硒、鉑、汞、砷等重金屬元素往往是以陰離子的形態存在于土壤環境中，因此可以采用氫化物法對其進行檢測。要利用硼氫化鈉對土壤進行預處理，還原土壤中的重金屬元素，使其以陰離子的形態存在，然后與硼氫化鈉離子發生反應，生成氣態氫化物。在具體操作中，可采用在河流中注射氫氧化物的形式，對其中的沉積物、砷元素等進行吸收。氫化物法在土壤環境監測中的應用具有高效、快速的優勢，操作方便，監測結果較為精準，能夠全面分析土壤環境中的重金屬元素類型，而且還可以精準測量其含量，為后續重金屬污染治理提供依據，具體如圖1所示[1]。

圖1 氫化物發生裝置流程圖

1.2 石墨爐原子吸收光譜法

在該技術方法應用中，需要利用電流對石墨爐進行均勻加熱，以便對土壤中的污染元素進行原子化，在此基礎上展開分析工作。該技術方法操作簡便，安全性好，具有較高的靈敏度，且只需要少量的進樣量就可以進行檢測，同時在檢測過程中可以結合具體情況靈活性調整原子化溫度。但是該方法檢測成本較高，精準度不足，難以對檢測信號進行重現，且效率較慢，耗費時間長，難以對成分較為復雜的土壤樣品進行精準檢測，具體如圖2所示[2]。

圖2 原子吸收光譜儀石墨爐法

1.3 火焰原子吸收光譜法

利用該方法可以對異原子化元素進行檢測，在具體操作中，可以利用火焰的熱能，將樣品中的元素轉化為基態原子，其中常用的火焰為空氣-乙炔火焰，可以對鎘、鉛等三十多種元素進行檢測。該方法在應用中具有較高的靈敏度和重現性，檢測成本低，具有較強的可操作性，檢測效率較高，在土壤環境監測中得到廣泛應用，如圖3所示。

圖3 原子吸收光譜儀火焰法

2 原子吸收光譜法的應用優勢

2.1 具有較高的選擇性

土壤環境中的污染物類型較多，往往存在多種原子共存的現象，且難以分離，加大了環境監測難度。利用原子吸收光譜法進行土壤環境監測，可以充分利用其選擇性較高的優勢，對共存原子進行分離，或者直接對共存原子進行檢測，且檢測結果較為精準。該方法主要是針對原子進行檢測，光譜直徑較小，譜線不會受到外界因素的影響，且干擾線與譜線不會出現重疊現象，可以突出體現光譜的高選擇性，且能減少干擾，即使與周邊譜線較為接近，也可以對原子進行精準分析檢測。

2.2 具有較高的靈敏度

使用該方法對土壤環境進行檢測時，其對污染元素的檢測精度可以達到ppm級別，且使用方便，可操作性強，可以對元素進行快速測定和分析。由于其靈敏度較高，只需要使用少量的樣本就可以獲得精準的檢測結果，有效控制采樣成本。由于該方法的靈敏度較高，針對微量、痕量、超痕量樣品，都可以進行高效檢測分析[3]。

2.3 適用范圍廣

該技術方法能夠對七十多種常見元素進行精準檢測，應用范圍較為廣泛，對固態、液態、氣態等復雜樣品都可以準確檢測，且不需要對土壤樣品進行稀釋，操作較為便捷和高效。同時還可以對金屬元素、非金屬元素進行全面檢測，適用性較強。

3 原子吸收光譜法在土壤環境監測中的應用步驟

3.1 樣品處理

為了提升土壤環境監測效果，需要在檢測之前對樣品進行預處理。在實際工作中，需要使用消化、熔融等方式，對土壤中的礦物質晶格進行破壞，并對樣品中的被測元素進行分離，轉移到相應溶液中。具體的溶液類型包含堿溶系統和酸溶系統這兩種。前者是通過堿性物質進行樣品處理，如碳酸鉀、碳酸鈉、氫氧化鈉等；后者是利用酸性物質處理樣品，如氫氟酸、硫酸、高氯酸等。在具體工作中，可以對兩者進行聯合應用，從而提升樣品預處理效果。例如，利用氫氟酸破壞樣品晶格，并利用硝酸對樣品進行溶解，使其轉化為液態，以保障原子吸收光譜法的應用效果[4]。

3.2 樣品測量

在土壤樣品中，部分元素可以直接測量，如鎂元素、鉀元素、鈣元素等。而部分元素需要提取出來才能進行檢測。為了實現對土壤樣品的有效性檢測，需要對待測樣中的相關元素進行提取，如鐵元素、鋅元素、錳元素等，并利用一次性浸提劑等進行測量，或者使用空氣—乙炔火焰精準檢測不同元素的實際含量。此外，也能夠檢測被測元素的酸堿度。

3.3 干擾處理

在檢測過程中，往往會出現一些干擾因素，導致檢測結果精準度受到影響。因此，需要在檢測過程中做好干擾處理工作，消除外界因素的干擾，其中主要的干擾因素就是光譜，尤其是當待測元素分析線與共存元素吸收線距離較為相近的情況下，會加大光譜的干擾概率。針對這種情況，需要重新選擇分析線，防止周邊存在波長相近的譜線，從而減少干擾。此外，還要注重對電離干擾情況進行優化處理。當土壤樣品中含有堿土金屬、堿金屬時，會加大電力干擾力度，容易阻礙特定波長吸收率，導致測試結果不準確，因此需要利用火焰法進行檢測，并選擇溫度較低的火焰進行操作[5]。

3.4 污染元素分析評價

通過土壤環境監測工作，可以對土壤污染現狀進行全面分析，掌握污染物類型、含量等，從而制定針對性的處理措施，強化環境保護效果。因此，需要對原子吸收光譜法的檢測結果進行全方位分析與評價，從而幫助工作人員掌握污染狀況、程度、分布、比例等情況，對污染比例較高的元素進行重點處理。此外，還需要分析檢測結果結構，對土壤環境污染原因進行分析，如工業園區周邊土壤環境中的重金屬污染嚴重，主要是工業廢渣、廢氣隨意排放造成的，因此，需要結合具體情況，制定針對性的處理措施，調整區域經濟結構，減少環境污染。

4 原子吸收光譜法在土壤環境監測中的應用要點

4.1 重金屬含量檢測

隨著工業化水平的提升，工廠廢棄物、污水隨意排放到土壤中，在植物體中逐漸富集，導致農作物重金屬超標，對人體健康造成嚴重危害[6]。利用原子吸收光譜法對土壤中的重金屬含量進行檢測，需要使用空心陰極燈或者光源等發射特定波長的光線，土壤中的重金屬元素對這些光線進行吸收，這些吸收的光通過原子化器中待測元素的原子蒸汽時，可以對部分蒸汽進行吸收，然后使用原子分光光度計對吸光度進行檢測，并利用計算機軟件繪制吸收光譜，以便對元素吸收情況進行分析，從而獲得重金屬元素含量數值。

4.2 重金屬元素形態分析

通過重金屬元素形態分析，可以幫助工作人員了解重金屬元素是以哪種方式存在于土壤環境中[7]。其中穩定形態包含有機結合態、殘渣態；不穩定形態有交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳氫化物結合態等。可以結合重金屬元素存在形態方式，采取針對性的處理方法。利用原子吸收光譜法對重金屬形態進行分析檢測，可以提升檢出率，且靈敏度較高，樣本量少，能夠對土壤中游離態的重金屬元素進行檢測，或者對各種結合態進行精準檢測，方便對重金屬成分進行合理判斷，提出科學的降解方法，提升土壤環境凈化效果，強化土壤環境保護力度。

4.3 重金屬污染評價

在充分掌握土壤環境中重金屬含量后，需要展開科學合理的污染評價工作，為后續經濟發展、工程建設提供參考。例如在菌類種植中，需要提前做好土壤重金屬污染評價工作，檢測土壤中的重金屬離子是否超標，如鎘離子、鉛離子、砷離子等，避免對菌類生長造成危害，防止對投資人員造成經濟損失。通過重金屬污染評價工作，可以為投資者進行投資判斷提供依據，并精準掌握土壤肥沃度，提高投資收益率。

4.4 加強人才培養

操作人員是使用原子吸收光譜法對土壤環境進行檢測的關鍵執行者和操作者，他們的專業能力和操作水平與檢測結果息息相關。因此，需要加大人才培養，構建高素質人才隊伍，使其能夠對原子吸收光譜法進行熟練操作，全面了解該技術方法的應用原理、操作步驟、注意事項等，保障土壤環境監測工作的規范化、標準化執行，保障檢測結果準確性[8]。同時需要加大人才培養力度，多元化建立人才培養模式，引進新技術、新理論，優化人才知識結構，并形成完善的人力資源管理體系，明確人才培養標準和規范，保障土壤環境監測工作的順利進行。

4.5 加大資金投入

為了保障原子吸收光譜法在土壤環境監測中發揮重要作用，需要加大在該方面的資金投入，為技術創新、設備升級提供堅實的資金支撐。同時還需要對工作環境進行優化，吸引更多高素質人才，構建高素質人才隊伍；要加大對技術研發的資金支持力度，為土壤環境污染的有效治理奠定良好的基礎。同時還需要直接投資、建設醫學工作站，對土壤環境監測技術、設備進行大力研發，制定專業技術培訓方案，為環境優化提供幫助。

5 結語

綜上所述，土壤是人類賴以生存和發展的重要物質基礎，但是隨著工業化水平的提高，工業廢棄物、廢水隨意排放，對土壤環境造成嚴重污染，非常不利于人類社會的可持續發展。因此，需要利用原子吸收光譜法對土壤環境污染情況進行監測，及時了解重金屬含量及形態，并做好污染評價分析工作，為經濟投資和土地利用提供參考。該技術方法具有較高的靈敏度，且適用范圍廣，選擇性強，在土壤環境監測中發揮了重要作用。