基于原子吸收方法的土壤检测实践研究

周书爱

（福建省环安检测评价有限公司，福建 厦门 351009）

土壤是植物在生长期间必不可少的营养根基，鉴于每块地的土壤营养成分不同，所以唯有准确、科学地对土壤中的各种成分加以检测，方能切实为植物良性生长提供重要帮助。并且，鉴于使用原子吸收方法检测土壤是一项十分精密且谨慎的工作，如有疏忽会使土壤检测值与实际值之间存在很大误差，所以在土壤检测工作中，原子吸收方法的准确应用可有效消除与降低部分不利于检测的要素，从而提升土壤检测的准确性。该法的有效应用不但能切实为土壤测土配方上肥提供重要的参考依据，有利于构建土壤营养分析数据库，为选择农耕、农业的栽培方法提供重要帮助，还能有效减少农业生产成本，提升农作物产值，继而全面提升农业的经济效益与社会效益。

1 原子吸收光谱法概述

原子吸收光谱法又叫做原子吸收技术，它可以测定土壤中的污染元素，进而使相关人员掌握土壤被污染的程度。原子吸收光谱法有检测结果精准、运用范围宽泛等特点，当前石墨炉法与火焰法均是原子吸收光谱法最常用的方法。

石墨炉法是原子吸收光谱法最常用的方法之一，石墨炉法具有应用范围广的特性，采用该技术检测样品，可精简检测工作。石墨炉法的应用优势较为显著，它可以全面提升土壤样品中重金属元素的原子化程度，即使现有土壤中某类元素含量不高，但在运用此法检测时，也可全面提高元素的原子化率，继而检测到此类元素的实际存在状况。且石墨炉法所运用的石墨炉温度可人工调节，在实际检测期间具有一定安全性。同时，石墨炉法也存在一些不足，它对重金属元素的检测类别有限，检测成本较高，检测结果的稳定性低于火焰法[1]。特别是在对多种类元素融合的土壤样品进行检测时，其检测结果易受其他重金属元素的干扰，石墨炉法仅适用于PPB级含量重金属元素的测定。

火焰法是原子吸收光谱法检测土壤应用最多的一种方法，火焰法可以把土壤样品中可被原子化的元素检测出来，并剖析该元素的含量与种类。火焰法在各个领域受到高度关注与认可，是因为火焰法具有较强的技术优势，其具有较高的检测效率，检测结果更具可靠性，操作过程简便，应用性价比高。采用火焰法对土壤样本实施检测，侧重的是仪器剖析法，它凭借雾化器把要处理的样品喷入空气—乙炔火焰中，进而在高温状况下，重金属化合物会分解成基态原子，而后基态原子蒸汽会对有关空心阴极灯发射的特性谱线形成选择性的吸收。在理想的测定条件下，可有效检测出重金属元素的吸光度，进而据此核算出此元素的浓度[2]。但雾化器同样会对样品中的元素含量形成重要影响，如果土壤样品中现有某种重金属元素的含量较低，就难以被检测出来，大都仅是检测到PPM级。

2 原子吸收光谱法的特点分析

2.1 应用范围广

在对土壤实施检测时，通过原子吸收光谱法实施测定的技术多种多样，其应用范围也很广，不但可精准检测出微量元素与超痕量的原色，同时还能对土壤中重要元素的实际含量实施精准检测，如图1所示。另外，在元素属性层面，该法不但可对类元素与金属元素实施检测，还可对大部分非金属元素与有机物实施检测。

图1 原子吸收法的应用

2.2 抗干扰能力强

相比其他土壤检测方法，原子吸收光谱法在吸收带层面具有重要优势，吸收带宽度宽，测定速度快，并能实施自动化操作。另外，在通过其他方法实施土壤检测时，需对发射的光谱实施全面剖析，如果待测元素与共存元素的辐射线呈现分离状况，会严重制约其展现强度；而原子吸收光谱法通常不会轻易被发射光谱线影响，这是由于此种方法是在主线转换基础上实施的，谱线相对较为狭窄，极少有重叠状况出现，所以它具有较好的抗干扰特性。

比如，在以往的检测工作中，很容易出现原子光谱重叠状况，这严重制约着检测工作的准确性，而原子吸收光谱法的应用，鉴于其自身原子具有一定吸收带宽的特性，不受外界干扰影响，致使主线变化的可能性不高，所以重线概率很低。鉴于原子吸收光谱法具有较强的抗干扰能力，在检测工作中能有效确保检测结果的准确性。

2.3 精密度较高

火焰原子吸收法适用于低含量元素测定工作，其精密度较高。如果仪器性能好，并结合高精度测量技术的应用，其精密度可达1%。另外，火焰法精密度仅次于无火焰原子吸收法，如果在实际检测中应用自动化技术，可使测定的精密度更加精准。

通常状况下，石墨炉检测的精密性度可达3%～5%,而火焰法检测精密度精准性可达1%。

2.4 灵敏度高

原子吸收光谱法针对其他土壤检测方法而言，其灵敏度高。特别是人们在对土壤实施常规检测时，诸多元素的检测均可达到PPM级标准。原子吸收光谱法对PPM级相对应的浓度检测范围也有重要优势，其检测的精准率很高[3]。原子吸收光谱法的实际操作流程较为简便，其灵敏度高，能减少实施检测与分析所用的时间，进而提高检测速度。

3 原子吸收光谱法在土壤检测中应用的必要性

土壤是地球表层在岩石风化效用下，不断损坏而成的大小不等、疏松的矿藏颗粒。而土壤的演化主要是在地势、母质、时刻、气候、生物等诸多成土因素效用下形成。土壤的构成十分复杂，它是由植物、动物及矿藏质残体腐解产生的水分、有机质、空气等固、液、气三种成分构成。土壤是人类生存的根本，是农业生产的基石，是粮食生产的重要载体，土壤质量的优劣直接关乎人们的健康、农产品质量及社会经济的良性发展。对土壤进行检测可鉴定出制约土壤环境质量因素的代表值，进而可精准分辨出有关土壤的各种重要事项。土壤检测通常包含采样、样品制备、资料统计、实际分析、质量评估、成果表征等技术内容。另外，土壤检测又分为农田土壤环境、土壤污染事端、全国区域土壤背景、建设项目土壤环境评估等不同种类的检测。土壤中的无机物污染物与有机类污染物在实验室可通过仪器法、化学法、分量法、容量法实施测定；病毒与细菌需要通过生物检测法实施测定[4]。土壤污染监测成果可以使相关人员全面掌握土壤质量的实际状况，对土壤污染实施科学有效的防治，以保证良好的土壤质量。

4 土壤样品检测处理的应用方法

4.1 微波消解法

该法主要是通过微波将样品与酸混合物混合后，在吸收时利用内加热模式提升温度，强化效率。该法可让溶样的时间缩减，并迅速分解土壤样品，而且由于它是在封闭容器中进行，所以能够有效降低分析目标物的损失，减少误差，确保结果的精准性。

4.2 干灰化法

干灰化法的应用主要是先将样品放在电炉上碳化，之后再进行灰化，最终再对其进行溶解，通常以烯酸作为溶解剂。干灰化法在对样品进行处理时，由于添加了试剂，所以杂质不多，空白值低，但其缺点是消解耗时长、灰化时间长、同时称样量大，如果在实际操作过程中出现误差，会对样品造成不同程度的污染。

4.3 电热板法

电热板法的优势在于可操作性强、使用样品范围大，其弱势在于自身能够配合诸多高纯度强酸试剂的应用，反应时间过长，样品杂质多，精准性稍有不足。另外，采用此种方法会形成酸性气体，如果处理不周会对附近环境造成严重影响。

5 原子吸收光谱法在土壤检测中的实践应用

5.1 检测重金属污染

土壤重金属污染的主要成因是重金属工业废气废渣的排放，部分工业企业把重金属废水直接排入农田，致使土壤出现严重污染。随着土壤污染问题愈发严重，土壤内部重金属含量也在不断增多，使农作物生长受到影响，并进一步通过食物链危害人体健康。在对污染土壤进行检测时，原子吸收光谱法应用效果最佳。比如对金属镉进行检测，需要以硝酸-过氧化氢反萃取，通过二乙基二硫代氨基甲作为络合剂，以四氯化碳为萃取剂，将其转化为水相，然后采用火焰原子吸收光谱法对金属镉进行检测。另外，在对土壤中的铝元素进行检测时，可采用石墨炉检测法进行检测。

5.2 分析重金属形态

元素形态是元素存在的一种模式，其稳定性差的状态是重金属对土壤造成污染的重要成因，如碳酸盐与交换态进行融合或与铁锰氧化物融合后均会对土壤造成严重污染。运用原子吸收光谱法，可以利用光谱法灵敏度高的特点，实现对各种元素的分离[5]。另外，重金属自身形态分析，要比含量分析难度大，通过原子吸收法，我们可以对重金属各种形态和含量展开详尽分析，如分析各金属残渣态含量与有效态占比等。相关人员通过原子吸收光谱技术检测并分析土壤中各种重金属污染物的形态特征，可根据形态特征有针对性地实施污染修复与污染治理，提升土壤污染治理质量与治理效率。

5.3 应用配方施肥

运用原子吸收法，可检测土壤中的微量元素含量及其他元素含量的实际状况，这对全面提高土壤环境检测水准具有重要促进效用，其中原子吸收光谱法应用较广的是促进配方施肥工作的良性实施。采用原子吸收光谱法可精准测量出土壤中一系列元素的实际状况，相关人员掌握了土壤中的各种情况，了解土壤中所欠缺的元素，继而可以科学择取与配备有关肥料，高效提升土壤肥力，为农业发展提供重要支持。

5.4 处理干扰元素

通过原子吸收光谱法对土壤进行检测时，会受到外界环境干扰，为了有效规避干扰元素，就要在土壤样品处理过程中，事先处理干扰元素。基于此，在对土壤样品进行检测时，应该强化对土壤感染源的全面检测与优化管理。光谱产生的干扰因素是土壤环境检测期间最常见的问题，其主要体现在：如果共存元素的吸收线与待检元素的剖析线，两者在较为接近的状况下，检测人员在对吸收线与剖析线实施检测时会出现一定观察偏差，进而会影响元素检测结果。针对这种状况，在对土壤进行原子吸收光谱检测时，检测人员应对剖析线的选择进行全面整改，控制波长相近的元素。另外，电离干扰不但对土壤检测结果有影响，它也是土壤重金属元素检测中最常见的一种干扰形态。如碱土金属检测是受电离干扰较为明显的重金属元素检测，如果受到干扰后，原子吸收技术不能正常从待检样本中确立碱土金属元素的特定波长，那么最终所得检测结果必然会缺乏精准性[6]。检测人员可以采用火焰法实施检测，对此类问题进行有效处理，在这种模式下衍生出的火焰会排除电离干扰状态，在实际检测过程中，仅需检测人员控制好火焰温度，就可较好地处理电离干扰问题。

5.5 对污染元素做出评价，剖析污染成因

对土壤样品实施环境检测的终极目的是掌握土壤被污染的实际状况，同时相关人员可以按照土壤检测报告，科学制定土壤治理方案，对土壤污染问题实施高效控制与处理，以达到维护土壤生态环境的目的。相关人员应该对土壤中的污染元素进行综合分析，掌握污染元素的含量与类别。具体来说，相关人员首先要全面掌握原子吸收技术中土壤样本污染元素的含量与存在的形态，了解土壤被污染的实际状况；其次，掌握土壤被污染的实际范围，分析各种污染元素的实际分布状况，对相同污染区域中污染元素占比实施细化剖析；进而给出科学治理污染的有效办法，划分土壤治理重点工作[7]；最后，在原子吸收光谱法应用到土壤环境检测中后，相关人员可获得较为合理的污染元素分析结果，继而对原子吸收光谱法在土壤检测中的状态进行全面评价，融合土壤所在区域内的生态环保需求，全面剖析土壤污染的实际成因，同时制定科学有效的控制举措，以实现对土壤环境的高效保护。

5.6 应用注意事项

5.6.1 光谱干扰注意事项

如果准备检测元素的分析线与样品中共存元素的对应吸收线较为接近时，共存元素也会吸收这些辐射，波长差通常会很小，同时能量较为接近。如果发生这种状况，检测人员通常要再次选择分析线。

5.6.2 电离干扰注意事项

碱土金属和碱金属的电离能低，极易发生电离，如果发生电离产生离子，部分有特定波长的辐射不会再吸收，所以会出现一定误差。此时应该弱化电离，控制火焰温度，同时也可以应用电离缓冲剂。

5.6.3 分子吸收注意事项

在空气一乙炔火焰中，熟石灰在特定状况下会干扰到波长范围，此时需要选择一种方法来杜绝分子吸收的情况，同时也需要利用扣除背景来实施校正，其中最常见的办法是采用空心阴极灯或是氘灯交替通过光路，然后读出它们各自的信号。此外，在火焰气体中，部分分子基团会吸收，此时就需采用零点扣除法加以处理。

5.6.4 化学干扰注意事项

在原子吸收法运用期间，不免会受到化学干扰，为了消除这种干扰，需添加一定试剂。通常试剂可分为：缓冲剂、释放剂、络合剂三种。（1）在溶液或是试液中添加一定量缓冲剂，缓冲剂中富含干扰物质，能够影响吸光度，进而抵消干扰。（2）释放剂属于一种金属盐，能够生成较为稳定的络合物，进而释放出准备检测的元素。（3）具有保护性的络合剂与准备检测的元素能够产生较为稳定的络合物，该种络合物与干扰组分不会出现结合现象。

5.6.5 物理干扰注意事项

鉴于溶液或是试液在表面张力、黏度等层面的物理性能不同，致使雾化效率不同，喷雾速度也会呈现出不同状况。另外，雾滴存在大小之分，会严重制约溶剂蒸发与溶质挥发的速度。为了有效杜绝这种状况，就需要确保试液与溶液在物理性能层面呈现出一致性。

6 结语

总之，原子吸收光谱技术是土壤环境检测中最常见的方法，原子吸收光谱法可分为石墨炉法与火焰法，每种光谱法均有其各自应用的优势与劣势；在土壤样品的处理技术方面，可分为微波消解法、电热板法、干灰化法，其中微波消解法综合操作性价比高，值得在土壤环境检测中被推广。另外，在原子吸收光谱技术应用于土壤环境检测的过程中，可对土壤中的重金属污染与重金属元素形态实施详尽的评价与分析。对土壤环境实施检测时，工作人员务必要注重原子吸收光谱技术的应用，全面优化该技术在土壤检测中的运用，掌握有效的处理技术，为后续土壤检测工作的良性实施打下重要基础。