简析原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用

邓依婷

摘 要：随着我国工业的快速发展，随之而来的环境污染问题也越来越严重，人们生活的环境质量也逐渐变差，由于环境问题导致的疾病也越来越多，环境监测越发引起广大民众注意。目前全国范围内建立很多环境监测站。环境监测的内容包括很多，比如空气检测、水环境监测、土壤环境监测等等。不同的检测对象有其最佳的检测技术，本文主要介绍土壤环境监测中常用的一种方法——原子吸收光谱法。

关键词：经济发展;环境监测站;土壤环境监测;原子吸收光谱法

1、进行土壤环境检测的意义

工业发展伴随而来的污染愈发严重，这些污染物大部分都会埋于在土壤之中。有些化工产品中含有一些毒性、重金属、难降解的物质等，这些都被称为化工垃圾。当然，农业肥料的大量使用，对土壤环境也有影响。因此，在进行环境检测过程中，有必要将土壤环境检测列入其中，对土壤环境进行有效的监测，一来可以保护土壤环境，二来可以对已经污染的环境进行科学的检测分析，针对土壤污染源，污染程度制定出合理的改善措施。

2、原理介绍

近代物理学研究表明，原子一般处于基态，但是当原子吸收能量的时候。可以转化为激发状态。处在激发状态时原子之间会引起共振反应，发生共振反应时原子需要吸收能量产生吸收光谱。辐射值大小不同，表示元素含量的不同，可以通过测量这一指标，间接判断样本中的元素含量。

3、土壤检测法分类介绍

上面介绍的原子吸收光谱法，根据原子吸收光谱的类型可以大致分为三种，现在就对这三种不同的原子吸收光谱法进行简单介绍。

3.1 火焰原子吸收法

由名字可以知道火焰原子吸收法主要利用高温让待检测元素原子化。这种检测方法的效率极高，而且进行实验所需要的成本非常低。当然此法也有其自身的缺点和不足。首先就是火焰原子吸收法只能用于易原子化原子元素检测，其次就是所需检测温度非常高，一般情况很难达到。现在主要采用的就是乙炔燃烧产生的高温让元素原子化。不断的实践中人们发现氧化亚氮可以有效提高乙炔发生燃烧时的温度。最高温度可以达到三千摄氏度，基本满足大部分活泼元素的原子化要求。第三个就是该种方法的检测精度不够，也就是说该方法无法检测土壤中的微量元素。

3.2 石墨炉原子吸收法

石墨炉原子吸收法的原理也是利用高温，通过高温让元素原子化，只是这种方法是通过电加热石墨炉来获取高温，和火焰原子吸收法相比，石墨炉原子吸收法的灵敏度大大提高，增加了3个数量级，因此原子化效率高，也正因为这种方法原子化效率高，所以在实验过程中所需药品含量较少。同时电加热的温度可控性比化学燃烧可控性强。但是这种方法也有他自身的局限性和不足。第一、原子炉加热过程中温度分布非常不均，进而导致实验效果差强人意。但是这个缺点，随着科技的进步，已经得到了很大的改善。第二、这种方法检测速度很慢，检测花费的成本较高，而且检测成分复杂的土壤精确度差。对于元素成分比较复杂的土壤，并不适合采用该方法。

3.3 氢化物发生法

利用高温让元素原子化并不适用所有情况，有些元素在高温条件下也很难发生原子化，这时候上述方法就不再适用。我们需要新的检测方法，研究发现，高温难以原子化的那些元素，有部分可以与氢化物发生反应。利用这一特性氢化物发生法就诞生了。这种方法主要是让土壤中的那些元素氢化物发生反应，来让其与土壤发生分离。氢化物发生法的检测效率极高，且精度也比较高。但是这种检测方法也有不足之处，首先就是这种方法所能检测元素较少，第二就是这种检测方法的成本非常高。

4、综合对比

除了本文介绍的土壤检测方法之外还有很多其他方法，但本文介绍的土壤检测方法与其他方法相比有明显的优点。首先就是具有很高的灵敏度。在众多的土壤检测方法中，利用原子吸收光谱来进行检测是灵敏度最高的，所以可以大大的缩短检测周期，加快检测速度。其次就是这种方法不易受到外界环境的干扰。由于是利用原子吸收能量产生吸收光谱进行检测，所以只能检测方法不易受外界环境干扰。而且易于实现自动化操作，降低人为因素产生的误差。第三就是这种方法应用范围极广，不仅仅可以运用到土壤环境检测，只要是涉及到微量元素的检测，都可以采用这种方法。

5、土壤环境检测前预处理

土壤环境检测并不是直接将采样土壤进行原子化处理，需要先进行预处理。前处理的方法有很多，这里介绍几种与原子吸收光谱法相配套的土壤樣品前处理方法。第一就是超声波辅助检测处理技术。土壤样品与水混合时，难免还有很多颗粒状固体难以溶解，但是如果采用超声波辅助技术，可以加快这些固体介质的溶化，而且超声波技术条件温和对样品的影响较小。如果提前对样品进行超声波处理，对样品溶液的萃取难度加大，时间加长。在实验过程中也会发现，采用超声波提前处理的样品产生堵塞的情况大大降低，这样一来可以有效的保护实验仪器，提高实验检测的准确性，加快试验进度。第二种方法同样是对样品溶液的处理方法，目的与上一种方法类似，利用微波技术同样可以加快样品溶液中固定颗粒的溶解，由于微波产生的能量可以让液体温度提高，在加热后的溶液中，土壤样品的溶解速度大大提高。而且相较于传统的溶液加热法，微波加热受热均匀，加热速度快，环境污染小。而且进行微波溶解的过程中都是密闭状态，这种状态下就可以有效保证前处理让样品流失，导致实验结果准确性降低。第三种常用的前处理方法就是悬浮液技术，这种方法操作非常简单，只需要将土壤样品研碎后直接倒入提前配置好的悬浮液中直接放入原子化的仪器中进行试验检测。这种方法的主要有点就是检测速度快，提高检测速度。

6、土壤中金属形态及其危害浅析

在检测时，我们不仅仅是要得到检测样品中危害元素的含量，最重要的还要了解它们在土壤中的存在形式。在土壤中，重金属存在的形式各种各样，一般包括有机结合物、硫化物、交换态等等。和元素含量检测比较，对于重金属形态的检测难度更大，操作更加复杂。经过大量的实验表明，金属元素中的铜铬铅等元素常常以结合态出现，这种形态的极不稳定，很容易受到环境变化发生形态变化，因此对于土壤中这些元素含量超标的应该予以重视，采取合理有效的措施进行土壤改善。而对于镍等元素，一般都是残余状态，这种状态对土壤环境变化的影响较小。

7、结束语

土地是农业生产的根本，土壤的污染接导致我国有效的可耕种面积减小，我国本来就人口众多，人均土地面积不多，所以对于土壤环境的保护我们每个人都要尽到义务。当然国家环保部门应当加大监管力度，一方面减少工厂对于土壤环境的污染，另一方面也要加大对土壤环境检测技术革新的投入。原子吸收光谱法虽然有很多不足之处需要改进，但仍然是目前土壤环境检测的最有效的手段，如果加大对环境监测技术革新的投入，在未来，这种技术一定会越来越完善，技术的提高意味着检测精度的提高，可以为环保措施的制定打下坚实的基础，有力地促进土壤的可持续发展。

参考文献：

[1]李飞飞，翁文静，张睿.原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用[J].科学技术创新，2018（29）：46-47.

[2]杨蓉.原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用[J].中国资源综合利用，2018，36（02）：135-136+139.

[3]李亮亮.原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用[J].技术与市场，2018，25（02）：107+109.

[4]白玉泽.原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用[J].山西化工，2017，37（01）：62-64.

[5]夏海军，王东.原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用分析[J].低碳世界，2017（03）：8-9.