原子吸收技术在土壤检测中的运用分析

陆瑞雪

（乌鲁木齐市城环环境技术有限责任公司 新疆乌鲁木齐 830002）

引言

原子吸收技术能够获取土壤成分的真实情况，客观反馈土壤污染的实际情况，给出更具参考性的环境污染治理方向。相比初期的土壤检测方法，原子吸收技术受到的干扰性不大，测定结果较为精确，能够保证土壤检测结果的可用性，尤其是对重金属的检测，更能突显出技术检测功能。

1 原子吸收技术的类型

1.1 火焰法

火焰法主要用于测定土层中具有原子化特征的成分，从含量、类型各方面，给出检测结果。在实际检测实操中，检测人员主要利用火焰，测定样品情况。在火焰高温条件下，金属化合物会转变成“基态原子”，自主有目标地吸收特征谱线，达到土壤检测的技术目标。如果样品中含有的金属成分不高，可使用火焰法精确获取金属成分的混合量，检测结果精确至PPM 级[1]。

1.2 石墨炉法

石墨炉法的适用性具有宽泛性，在土壤成分测定期间，能够以简化的检测体系，高效获取土壤测定结果。规范操作石墨炉技术，能够显著增强被测元素的原子比例，间接提高测定结果与实际情况的贴合性。石墨炉法实操中，可借助人工处理方法，适当改变石墨炉温度条件，增加土层检测的安全性。但石墨炉法存在检测投入较高、金属测定的范围不大等技术上的不足。因此，相比火焰法，石墨炉法检测结果的精确性稍差。

1.3 氢化物测定法

相比其他2 种检测方法，氢化物测定法表现出较强的灵敏性，适用于测定氢化物生成的活动。在氢化物成分的测定过程中可利用硼氢化物有效处理各项元素，被处理的元素会生成氢化物。此物质多为气态，便于进行后续的测定工作。使用氢化物测定法，用于土层检测活动，技术测定的灵敏性为PPB 级。氢化物测定法在实践中，能够分离被测成本与土样基体，减少其他成分带来的检测干扰，以此保证测定结果的真实性。当前，氢化物测定法获得了多重应用，在测定汞、铅各类金属成分中检测结果较准确[2]。

2 原子吸收技术价值

2.1 选择性较强

原子吸收技术在实践测定期间，其吸收带宽参数较大，能够保证元素测定质量，且具备一定自动测定功能。使用原子吸收技术时，只有主线改变时，谱线才会发生相应改变，能够回避土层其他元素带来的检测干扰问题，使检测结果更符合实况。

2.2 适用性较广

原子吸收技术，用于测定重金属的方法具有多样性，且实际遵循的检测理念具有宽泛性。从检测重金属类型观之，部分方法支持检测一种重金属成分，部分方法能够同时检测多种金属成分。但原子吸收技术用于土层检测的方法，达到70 种。

2.3 检测灵敏性较高

测定土层环境时，原子吸收技术的测定流程表现出较强的操作灵敏性，能够保证检测结果达到较高的精确性级别，有效控制检测的操作用时，便于相关人员制定出全面、合理、操作性较强的土层生态保护方案[3]。

3 土壤测定中融合原子吸收技术的具体方法

3.1 样品处理

土壤样品处理有消解、熔融2 种形式,由于土层处理期间，会改变土壤内部含有的晶格，转移被测成分，因此在具体处理土样的操作中主要利用酸溶、碱溶类型的系统。其中，酸溶系统是利用硝酸、高氯酸等成分，打破土壤内部晶格；碱溶系统是利用碳酸钠、碳酸钾，有效改变土层晶格的结构。因此，酸溶相比碱溶，更具使用的广泛性。如，在使用酸溶系统处理土样时，硝酸能够有效处理土样中的金属成分，氯化酸能够有效打破矿物晶格体系，确保土样处理质量，便于原子吸收技术进行成分测定。

3.2 排除干扰因素

由于原子吸收技术在操作期间，被测成分的分析线与其他成分的吸收线具有接近性，极易产生读数失误问题，因此处理此类干扰问题，检测人员需正确选出分析线，针对波长相近的成分，做出必要的控制，防止出现检测干扰问题。此外，土壤测定结果，在电离干扰条件下，会降低反馈结果的真实性。如，在测定碱性土含有的金属成分时，会受到较大的电离干扰，将无法准确判断碱土金属成分的情况，无法保证测定结果的精确性。为此，在原子吸收技术融合于土层成分检测工作后，需有效排除电离干扰因素，如适当调整火焰温度消除电离干扰问题[4]。

另外，原子吸收技术在实践检测期间，可能还会受到含有物理类、化学类、光普类等情况的多重因素的干扰。其中，物理因素干扰，多数是指在处理样品时，检测温度、样品属性的改变，引起被测样品吸光度相应改变，因此需选择与被测溶液具有相似性的标液，保持测定环境条件的一致性，以减少物理类干扰问题。化学因素干扰，会降低被测元素原子化的有效性，因而可选择干扰抑制剂规避化学干扰问题。光谱因素干扰是指被测成分的分析线，与其具有相似性的光谱线，对其形成了一定干扰作用，具体表现为收线叠合、背景影响等，因此针对收线叠合问题可借助化学分离方法消除干扰，同时选择背景矫正处理方式有效应对背景影响带来的不利问题。

3.3 评价污染成分

借助污染评价形式，能够有效判断土壤污染情况，给出更具操作性的土壤修复方案，增加污染治理的全面性，切实改善土壤生态性。在评价土壤成分时，需要利用原子吸收技术，综合测定土层内混有的污染成分。从成分的类型、成分的占比等方面，综合判定土壤存在的污染问题，明确土壤受污染各地区的具体情况，助于污染地区结合污染成分情况、污染特征制定出更为明确的治理方案。并参照检测结果判定情况，准确找出污染土壤受污染的源头，结合污染成因给出源头治理方案，从根源上消除污染。如，在评价土层混有的重金属问题时，选择石墨炉方法，精准测定土层内混有的氯元素；使用火焰法，客观获取镉成分，明确其污染量，相应找出使用了过量的农药、工业排废规范性不足等污染原因。并通过清晰地土壤污染情况评价，客观判断土层内部金属占比，才能明确土壤受污染问题，精确排查污染来源，制定更为有效地重金属污染防控措施。

4 土壤重金属成分使用原子吸收技术的测定方法

4.1 铅成分的测定方法

铅成分混合于土壤中，形成的污染威胁较大，可使用石墨炉方法，准确测定土层混有的铅成分。石墨炉测定时，选择处于完全消解状态的土壤样品，采取自动进样形式，在石墨管内成功加入土样。进样完成，进行原子化处理，样品处于完全消解状态后，观察“赶酸不全面、赶酸不充分”的具体表现。在消解罐中添加的土样质量为0.5g，向消解罐内慢速添加硝酸与氢氟酸，其中硝酸添加量为5mL，氢氟酸的加入量为2mL。2 类试剂加入后，进行空白检测，使其充分消解，消解详情如表1 所示。

表1 样品消解方法

土样消解完成时，进行必要的冷却处理，向土样内添加高氯酸(添加量是氢氟酸的1/2)，进行赶酸处理。赶酸完成，溶剂定容参数取50mL，铅成分检测情况如表2 所示。

表2 铅成分检测情况

铅成分检测中标准土壤的规范值为21.5mg/kg，上下允许偏差为1.5mg/kg。结合实际检测发现,如果在铅成分检测中，赶酸工作未全面完成，将会降低检测效果，致使出现测定结果偏高的问题。测定期间，各项土样检测结果的平均数，约为24.155mg/kg，超出了标准土壤规范值的允许偏差量。如果充分进行赶酸工作，各项土样检测结果的平均数为21.0525mg/kg，符合规范要求，贴合于实际铅含量的情况，测定结果更精确[5]。

4.2 重金属测定分析

以铬成分检测为例，分析重金属的测定过程。

4.2.1 土壤样品预处理

选择0.25g 的被测土壤样品，进行风干、研磨等处理，经过100 目筛滤，获取粒径不大于0.149mm 的土样，将其装置在聚四氟乙烯的试剂瓶内，添加0.25mL 的水，进行加湿处理。加湿后，向瓶内加入2mL 盐酸。硝酸添加量是盐酸的2 倍，氢氟酸的加入量相比盐酸多0.5mL，高氯酸的添加量是盐酸的1/2。进行为期1h 的高温加热处理，温度设计为120℃。1h 后，温度增加30℃，再进行2h 高温处理。处理完成，将赶酸后的熔融物放置在量瓶内，添加氯化铵后，冷却至室温。

4.2.2 原子吸收法测定

原子吸收法测定的设备，设计的运行参数，如表3 所示。铬含量测定中，使用火焰法进行测定，共设计了5 组样品，检测结果介于20.13mg/kg至21.8mg/kg 之间，测定结果与实际含量的精确性偏差量为±15%至±25%，加标回收比例介于85%至110%之间，能够达到土壤监测的相关技术要求。

表3 测定铬成分的仪器参数设置方法

4.3 对比检测分析

4.3.1 性能对比

将电感耦合测定法设为A 方法，原子吸收技术设为B 方法，技术性能对比结果如表4 所示，原子吸收技术的测定元素类型，相比电耦等离子法较少，在基体方面无干扰，具有一定技术优势。

表4 2 种技术的性能对比情况

4.3.2 测定结果精确性对比

以铜元素检测为视角，对比2 种技术的测定结果准确性，对比结果如表5 所示。在铜元素检测时，原子吸收技术的偏差结果略小，相比电耦法更具技术优势。

表5 2 种技术的测定结果准确性对比

4.3.3 测定结果加标回收比例对比

铜元素检测时，A 方法的加标量为40ug，回收比例达到105%；B 方法的加标量为38g 时，回收比例增长至100.5%。由此说明，原子吸收技术加标检测结果，与100%的标准差距较小，技术检测表现出一定的平稳性。

4.3.4 其他对比

对比2 种方法的检出限时，以3 倍空白溶剂为方法，以标准差与曲线斜率的比值，作为检出限的值。2 种方法在测定铜元素含量时，检出限结果均小于1mg/kg，能够保证检测结果的可用性。在资金投入方面，原子吸收技术的资金用量较少，技术操作易学，拥有全面的试剂盒，更易于学习与掌握[6]。

5 原子吸收技术的未来走向

利用原子吸收技术检测土壤污染，未来应加强技术研发力度，从技术创新角度，探索全新的、简单的技术操作方法，以此全面展现原子吸收技术的测定优势。同时，建立更完整的技术应用体系，使其操作规范更加全面。在技术创新时，可使用可调谐功能的光源类型，如利用激光，加快样品原子化的处理速度，并以此去除空心阴极灯，改变技术检测的光源，显著提高技术检测灵敏性，使技术操作效果更为理想，而利用激光还能够有效应对土样原子化面临的多重困难。然后，借助微区分方法，给出全新的测定方案。在光源更换后，可重新设计分光光度计，打造符合原子吸收测定过程的技术体系，便于计算机在线控制测定流程，开发出多元素同步检测的技术方案，显著提高污染成分检测的有效性。此外，固体直接法，也将是原子吸收技术未来更新的主流应用，该法的样品分解处理能力更强，无需使用试剂，因此去除了分离环节，降低了检测体系的繁复性，可有效控制污染成分的生成量。

结语

综上所述，土壤生态保持的效果，在一定程度上决定着农业发展情况。如果农业出现较为严重的污染问题，将会间接干扰农业生产的收益量，甚至会威胁人们饮食的安全性。因此，相关部门应加强土壤整治，确保土壤环境修复的有效性。原子吸收技术，能够增强土壤检测的技术操作规范性，客观反馈污染成分的类型、具体占比等信息，保证土壤环境整治效果，可广泛应用与土壤污染治理，助力土壤生态恢复。