土壤中重金属测定方法的研究

2017-01-12王越

种子科技 2017年11期

关键词：光谱法电感等离子体

王越

（长春市农产品质量安全与检测中心，吉林长春130000）

土壤中重金属测定方法的研究

王越

（长春市农产品质量安全与检测中心，吉林长春130000）

随着社会经济的发展，土壤重金属的污染问题日趋严重，给人们的身体健康带来了危害。综述了近些年应用在土壤重金属方面的光谱检测技术，如原子吸收光谱法、X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法等，并对其发展进行了展望。

土壤；重金属；光谱

土壤是农产品生长的基础和关键，也是人类极其珍贵的自然资源。土壤重金属污染问题直接关系到农产品的质量安全，进而严重威胁到人类的身体健康。因此，研究和探索土壤重金属的检测技术对预防和治理农产品污染问题具有重要意义。

重点阐述原子吸收光谱法、X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法在土壤重金属检测中的应用。

1 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS)是测定土壤中重金属常用的方法之一。其基本原理是通过测定样品中金属的气态基态原子的外层电子对紫外光和可见光范围内相对应的原子共振辐射的吸收强度，来确定样品中重金属的含量。原子吸收光谱法具有精密度好、灵敏度高、选择性好、检出限低等特点。顾佳丽等[1]利用原子吸收光谱法测定了土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 6种重金属的含量，检出限为0.002～0.013 mg/L，加标回收率为92.0%～110%。张恒文等采用火焰原子吸收光谱法对甘肃省花牛村苹果种植区的土壤进行测定，其中Zn的含量为26.27 mg/kg，Cu的平均含量为11.67 mg/kg，Hg的平均含量为0.617 mg/kg。

2 X射线荧光光谱法

X射线荧光光谱法(X-ray Fluorescence,XRF)是目前极具发展前景的一种重金属检测技术。其基本原理是入射X射线与土壤样品作用产生了特征X荧光强度，依据荧光强度与待分析重金属元素含量的关系，进而测定出各待测重金属元素的含量。X射线荧光光谱法具有分辨率高、适应性广、检测快速、操作简便等特点。张思冲等[2]利用X射线荧光光谱法测定了哈尔滨市城郊菜地的As、Cr、Cu、Pb、Zn等重金属含量，相对标准偏差（RSD）分别为0.005%、0.006%、0.013%、0.003%和0.011%。曹发明等采用X射线荧光光谱法对西南、华南、华东3个地区城乡接合部的土壤进行了6种重金属的检测，结果表明XRF的RSD均在5%以内。

3 电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法(Inductively Coupled Plasma Massspectrometry，ICP-MS)是一种测定重金属的高灵敏度的分析技术。其基本原理是将样品离子化，生成质荷比不同的带电离子，经过质量分析器，根据离子质荷比的不同将其分离，最后被检测器检测，得到质谱图，从而确定重金属在样品中的含量。电感耦合等离子体质谱法具有灵敏度高、检出限低、线性范围宽、准确性高等特点。田媛等利用电感耦合等离子体质谱法检测了北京地区3个再生水灌溉区域土壤，对Cd、Ni、Cu、As、Pd、Zn、Cr、Hg 8种重金属元素进行了含量测定。李自强等改进了土壤重金属的前处理方法并利用ICP-MS测定了土壤中Cr、Cu、Cd、Pb等重金属含量，检出限分别为1.74 μg/g、0.89 μg/g、0.015 μg/g、0.08 μg/g。

4 电感耦合等离子体原子发射光谱法

电感耦合等离子体原子发射光谱法(Inductively CoupledPlasmaAtomicEmissionSpectrometry,ICP-AES)是一种等离子体光源与原子发射光谱相结合的检测方法。其基本原理是样品溶液在等离子体光源内加热升温逐渐蒸发，最后电离发射出特征波长，根据不同元素所发射的特征波长不同进行定性分析，根据辐射的强度与样品浓度成比例进行定量分析。电感耦合等离子体原子发射光谱法具有分析速度快、干扰小、线性范围宽、检出限低等特点。周小春等利用微波消解将土壤样品进行前处理后，通过ICP-AES测定了Cu、Zn两种重金属元素，相对标准偏差分别为2.1%、2.8%，加标回收率为94.0%～104%。范怡麟等利用电感耦合等离子体原子发射光谱法对工业区域土壤样品进行了重金属元素含量的测定，其中Zn、Cu、Mn、Cr的含量分别为36.05 mg/kg、3.898 mg/kg、217.06 mg/kg、13.03 mg/kg。