原子吸收法在土壤中重金属检测中的运用分析与研究

2020-11-18单勇

质量安全与检验检测 2020年5期

单勇

（重庆市奉节县疾病预防控制中心重庆 404600）

1 引言

在土壤检测中，原子吸收法是极为重要的技术。随着这项技术的不断发展，其在土壤检测内的应用范围不断扩大[1]。目前原子吸收法主要应用在土壤重金属检测中，包括土壤重金属污染评价、重金属元素形态2 个方面。提出针对性的治理与修复意见，有助于保障污染治理效果与修复效果。

2 原子吸收法类型

原子吸收法源于20 世纪50 年代，是一项逐步发展的仪器分析技术。近几年，就原子吸收法的研究较多，在实际的土壤检测中，包含了很多的检测技术，各类检测技术的应用优势与范围不一样，要结合实际情况选用。常见的原子吸收法包括：石墨炉法、火焰原子吸收光谱法、氢化物法。

2.1 火焰原子吸收光谱法

火焰原子吸收光谱法是目前应用最多、范围最广的检测方法，主要应用于原子化检测，但测试灵敏度有限。这类检测方式主要用于检测土壤环境，具备易控制、标准化与便捷性的特点。当前，针对这一检测法的研究比较深入，实践能力较强，应用优势较大。但在实际应用中，这一检测技术还存在一定的问题，就一些耐温性较高的元素，只可分离表皮部分，很难进行深层次的分析与探析，会影响检测结果的精准性[2]。

2.2 石墨炉原子吸收光谱法

这类检测方法需要借助针对性的原子仪器，先加热电流，分析元素原子化。这一检测技术集中进行限度检测、浓度分析。与火焰原子相比，可减少吸收的数量级。通过分析测定质量，与火焰吸收对比，可增加吸收的数量级。通过分析测定速度，发现该技术测定速度缓慢，只可测定单一元素。

2.3 氢化物法

这类检测方法，主要检测土壤内的重金属，实际检测灵敏度较高，能够自动检测。对于一些特定元素，如砷、硒、铋、汞等元素，测定期间不会受到其他元素的影响。该检测方法的应用范围较广，且价值比较显著。

3 原子吸收法在土壤监测中的应用

在土壤检测的应用中，原子吸收法可实现重金属形态分析，评价重金属污染。

3.1 原子吸收法优势

原子吸收法在土壤环境检测内的应用，有较大的优势，包括：（1）选择性较强，不会被谱线所干扰，谱线之间不易重叠。（2）原子吸收法的分析范围较广，可检测出低含量元素、主含量元素，还可测定非金属元素、有机物[3]。（3）检测技术的灵敏度较高，可测定数量级的浓度及其范围，以此保障检测数据的精准性。

3.2 土壤内铅的消解与测定

土壤内的重金属污染严重，铅属于常见的重金属元素，这类元素对土壤的污染较大，借助石墨炉原子吸收法可测定土壤内的铅含量。

石墨炉原子吸收光谱法进样是将消解完全的样品自动加入石墨管中，再在石墨管中原子化，消解后对比赶酸不完全、赶酸不彻底的情况[4]。

将0.50 g 左右的土壤放入特氟龙消解罐中，缓慢加入5.0 mL 硝酸，2.0 mL 氢氟酸，同步开展空白试验，摇晃均匀后，在微波消解仪内进行消解，消解步骤详见表1。

表1 土壤内铅消解步骤

消解之后，再进行冷却，并在其中加入1.0 mL高氯酸，实施赶酸后定容至50.0 mL，结果详见表2～表3。

表2 检测土壤消解后赶酸不彻底铅测定结果

表3 检测土壤消解后赶酸彻底铅测定结果

标准土壤 GSS-13 规定标准为（21.5±1.5） mg/kg。通过分析上述的试验结果可知，若在试验阶段，赶酸不彻底，会影响检测过程，使得土壤内的铅含量数值偏高。本试验表明，最终数值平均值为24.5 mg/kg。若赶酸彻底，样品内的铅测定值为21.2 mg/kg，可消除其他元素对铅的干扰及影响，以此保障试验数据的精准性。

3.3 重金属形态分析

元素形态指的是，将某一元素内的不同同位素组合，将不同电子组态组合、不同电子价态组合，形成不同的结构形式，以不同的特性存在[5]。土壤与其沉积物内，重金属本身的形态差异较大，常见的形态多为结合态，如有机结合态、铁锰氧化物结合态、交换态、碳酸盐结合态等[6]。重金属元素的形态直接决定其稳定性，土壤内的重金属会污染土壤环境，大部分重金属本身的形态及结构不稳定。目前，元素的形态与结构分析是核心研究方向。

为研究河岸重金属形态的分布情况，分析河岸土壤的重金属生态风险，本文采集了河岸13 份土壤样品进行测定与分析，研究其金属形态。最终结果表明，该河岸土壤污染严重，判定为重金属污染。在检测到的7 种重金属中，砷、镉、锌和铜为重污染，砷多为残渣形态存在，且占据较大的比例。锌同样也是以残渣出现，主要与铁锰化合物结合形态为主，铜形态多样[7]。

初步研究结果判定，在河岸重金属污染治理、重金属污染修复中，砷与镉为重点控制对象。通过实施重金属形态分析，掌握相关形态，可深入分析检测地的重金属情况。与单一的元素总量相比，重金属形态检测的难度系数较大[8]。