探析原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用

张 翔

（重庆市綦江区生态环境监测站 重庆 401420）

引言

习近平总书记聚焦“生态环境”问题，高瞻远瞩的提出深化环境监测改革的举措，擘画出“绿水青山就是金山银山”、“生态优先、绿色发展、美丽中国的山水长卷”的蓝图。2017 年国务院出台《关于深化环境监测改革提高环境监测数据质量的意见》文件中提出：“在新时期我们要因时因地，因情依法以科技引领土壤污染攻坚战，构建闭环的土壤污染监测、治理体系，持续助力打好污染防治攻坚战。”因此，土壤环境基础是保护环境的基础，因此，我们要采用科学的手法，对土壤环境监测进行监测，依托实际情况保护环境，。当前在土壤环境监测中原子吸收光谱法得因为灵敏度高、选择性强、分析范围广得到了较为广泛的运用，将这种方式运用到土壤重金属污染评估，重金属检测、土壤样品处理方面，能精准检测出各种重金属元素含量，对其存在形态进行科学的评估，这些社会生态环境保护和工农生产而言具有大有裨益的作用。

1 原子吸收光谱法的概念和类型

原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS）作为一种新型的仪器分析方法，在土壤环境监测方面发挥着大有裨益的作用。这种一种基态原子外层电子对可见光范围和紫外光相对原子共振辐射线的吸收强度，对测定的元素特征谱线吸收能力进行定性和定量测定和分析的方法。监测人员通过测试样品所含有的原子蒸汽，进一步了解辐射吸收纸的大小。随后在结合待测元素特定的波长，科学的分析、计算其中各种元素的含量[1]。这种方法特定范围广，精准度高、干扰小且具有较高的灵敏度。因此当前被广泛运用到土壤环境监测中，在保护环境方面并取得了较为显著的成效。

2 原子吸收光谱法的类型及优势

2.1 原子吸收光谱法的类型

在当前的环境监测中原子吸收光谱法占据着举足轻重的地位，这种方式主要在试样蒸汽相开展测定相关工作，科学的分析土壤环境中某种元素。当前原子吸收光谱法的主要应用类型有石墨炉法、火焰法、氢化物法等，在具体的运用过程中上述方法各有千秋，火焰法这种技术较为成熟，因此其应用范围最广，但是这种方法进一步测定出Bi，Ta 等元素的含量，石墨炉法应用范围狭窄，检查效率较慢，在具体的使用中若火焰法无法进一步满足相关监测要求，监测人员就会选择石墨炉法[2]。氢化物法这种方式能具有较强的灵敏性，能进一步弥补火焰法的缺陷，同时还可以自动化管理分析过程，因而其在监测微量元素方面具有良好地效果。

2.2 原子吸收光谱法的应用优势

第一，分析范围广。研究发现，当前原子吸收光谱法具有70多种方法，这些方法基本上囊括了常见的元素，如，低含量元素、主量元素、超痕量元素、微量元素，还能有效监测大部分有机物和非金属元素，由此可见，其分析范围广；第二，选择性强。众所周知，原子吸收带宽较窄，故而在具体监测中具有较快的测定速度，同时还能进行自动化操作。我们在分析发射光谱的过程中，如果无法分离待测元素辐射线和共存元素辐射线，则会极大地转变期表现强度，但是合理运用原子吸收光谱法，则不会干扰谱线，追本溯源，主要是因为其只能转变主线系，加之谱线表比较窄，所以不容易出现线重叠的情况，自然也就不会受到干扰；第三，灵敏度高。在环境监测中原子吸收光谱法具有较高的灵敏度，并且这种方法可以监测到各种元素的ppm；效量级，还可以准确测定ppb 数量级浓度范围。可见其具有较高的灵敏度，操作方便，能进一步缩短相关元素的检测分析周期，从整体上促进测量速度的提升[3]进而更好地采取措施保护环境，保护我们乃于生存的环境。

3 原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用

3.1 在土壤污染评价方面的应用

生态环境保护是功在当代、利在千秋的事业，但是随着社会的高速发展，工业废气、废渣大量排放，农药大量使用，导致当前土壤重金属污染越来越严重，有学者在检测了某地区27 个县市的土壤样本，在，Cr 检测过程中，使用了火焰原子吸收光谱法，同时并使用了石墨炉原子吸收光谱法来检测该地区Cd、Pb，最终得出土壤中Cr、Cd、Pb 的值数达79.49mg/kg、0.16mg/kg、24.47mg/kg全部都超过了当地土壤背景值，通过该数据得知当地土壤存在一定生态污染危害。追本溯源主要是因为受工业生产和人类生活的影响。在当地一系列的重金属污染中，其中污染性最大的重金属则是铅。为此在土壤监测中依托火焰原子吸收光谱法来测定土壤中的含铅量，首先选择了适量的土壤样品，并对样品土壤进行酸化处理。其次，借助HNO 进一步消解HF-HClO4混酸体系，同时并喷入空气-乙炔火焰。再有对比分析完全赶酸样本与不完全赶酸样本，根据监测需要，选择了10 份每份重量为0.5g的标准土壤样本，为消解并将土壤样本置入聚四氟乙烯中，基于此在其中倒入5mL 硝酸、2mL 氢氟酸，进行同步空白试验，在消解冷却土壤样本后再在其中倒入1mL 高氯酸，对齐进行赶酸定容处理，通过反复的处理，在样本容量达50mL 时候，借助原子吸收光谱仪监测，最终得到表1 表2 检测结果，具体如下：

表1 铅的监测结果

表2 铅的监测结果

通过表1 表2 的分析，我们可以得知，表1 土壤铅监测中应用原子吸收光谱法其干扰性更强，从整体上显著提升了整体监测数值。所以实践证明在土壤铅监测中合理应用火焰吸收光谱法依托完全干酸模式，可以显著提升测定土壤监测的精准度。进而根据相关数据信息，针对性地保护环境。

3.2 在土壤样品处理测量中的应用

在土壤样品测量和处理过程中，首先原子吸收光谱法，我们从样品处理层面来分析，当前最常见的两种处理方式，即，熔融和消化，立足于应用维度来分析，上述两种方式能破坏土壤矿物质的晶格，有效转移土壤中的待测元素。目前土壤监测人员主要采用酸融系统和碱溶系统来处理土壤样品熔融和消化。纵观当前在碱溶系统，常用的处理方式主要由氢氧化钠法、和碳酸钾法、碳酸钠法等。氢氟酸与高氯酸、硫酸的搭配的模式常应用到土壤环境监测酸融系统处理中并取得了良好地土壤监测成效。如，在土壤消化中应用HF-HNO3-HCIO4，在这过程中土壤中的晶格会被HF 会破坏掉，随后土壤待测样品就会变成SiF4，发挥其元素。监测人员为进一步实现土壤溶解就会在土壤中加入HNO，准备合理的材料以供原子吸收光谱法使用，从而更好地测量土壤中的元素。在分析土壤样品的过程中，我们是可以直接测量镁、钾、钙等元素。对于监测人员来说，依托空气-乙炔火焰就可以精准的测定上述元素含量，在测定铁、锌、锰的元素中，我们一定要需要合理使用一次性浸提剂，随后在依托pH 值分析法，进一步提取土壤中金属元素，实现对土壤中相关元素含量的测取，控制重金属，有效保护环境。

3.3 在土壤监测干扰消除中的应用

物力干扰、电离干扰、光谱干扰是应用原子吸收光谱法在土壤监测中常见的几种干扰。第一，光谱干扰。我们深知，如果在待检测土壤试样中，两种元素吸收线吻合，必定会出现光谱干扰，由于元素的特殊性，不同的元素会吸收自己的光辐射，如此一来，就会导致元素与元素之间的波长较小，最终影响测量结果。对此，我们要充分利用其他波长类型来分析，从而得到精准的监测结果；第二，电离干扰。具体就是指碱金属与碱土金属二者之间出现了电离作用后，土壤职工的离子就会有效的吸收特定波长的辐射，因此就会出现监测“盲区”导致监测结果缺乏精准性，针对于此，我们要选择温度比较低的火焰，探究其缘由主要是因为低温度火焰能降低电离情况。为提升监测结果的精准性，在进行土壤监测的过程中，我们还可以适当地加入电离缓冲剂，消除干扰；第三，物力干扰。这种干扰主要由于试液溶液和标准溶液二者之间的物理性质存在较大的差异性，比如，表面浓度、表面张力，所以，我们在进行土壤监测的过程中应用不同的监测方式，会导致上述两种溶液出现不同的物理反应，影响监测结果，比如，焰原子法，在试液溶液和标准溶液中黏度的不同，则会出现不同的雾化效率，让雾滴的大小、速度受到影响。故而，我们在应用原子吸收光谱法的测定环节中，要尽量让标准溶液跟试液溶液融合在一起，减少监测干扰。

结语

一言以蔽之，保护生态环境，应对气候变化，维护能源资源安全，是全球面临的共同挑战。要清醒认识保护生态环境、治理环境污染的紧迫性和艰巨性，清醒认识加强生态文明建设的重要性和必要性。因此，我们要在土壤环境监测中要合理使用应用原子光谱法能有效监测土壤中污染物和重金属，为相关生态换保护提供数据信息，提高土壤监测质效，从而更好地加强土壤污染管控和修复，着力解决土壤污染问题，确保土壤资源永续利用。