原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用初探

侯燕

大连大公检验检测有限公司 辽宁大连 116000

土壤是人类赖以生存的物质基础，是人类生存环境的重要组成部分。随着国家工农业的快速发展，土壤污染问题日益突出，越来越多的污染物通过降雨、地表径流、大气沉降、污灌等方式进入土壤，污染表层土壤甚至更深的土壤成分。污染物种类繁多，成分较复杂，一般含有重金属、有机污染物等毒性强、易积累、难生物降解的污染成分。为了能针对性地进行土壤污染治理工作，需要先对不同深度的土壤层作准确的监测工作，以便精确分析到土壤中的污染成分及污染程度。相关研究表明，原子吸收光谱法作为目前在土壤环境监测中应用较为广泛的监测技术具有众多优势，具有十分重要的研究意义。

1 原子吸收光谱法的原理概述

原子吸收光谱法是基于物质所产生的原子蒸汽对待测元素特征谱线的吸收作用来进行定量分析的一种监测方法，在待测元素的特定和独有的波长下，通过测量待测试样所产生的原子蒸汽对辐射的吸收值大小，来计算出试样中待测元素的含量[1]。基态原子能够从特征辐射光辐射中吸收能量由基态跃迁到激发态，第一激发态发生共振吸收，进而产生原子吸收光谱。研究发现，原子吸收光谱法具有准确度高、灵敏度高、干扰少、测定范围广等优点，在众多监测工作中应用较为广泛。

2 原子吸收光谱的检测方法

2.1 火焰原子吸收光谱法

火焰原子吸收光谱法作为目前应用最为广泛的一种检测方法，具有检测速度快、重现度高、分析成本低、易操作等优点，主要适用于易原子化的元素检测，对大多数元素有着较高的灵敏度和检测极限。但对于耐高温的V、B以及Ta等元素，火焰法不能将其彻底离解，特别是在含有碱土金属的土壤样品中，金属元素也无法被分解，具有一定的应用局限性。

2.2 石墨炉原子吸收光谱法

石墨炉原子吸收光谱法是利用电流加热石墨材料做成的原子化器进而实现元素原子化的检测方法，具有结构简单、易操作、灵敏度更高、安全系数更高的优点，缺点在于其测定速度较慢、分析范围较窄、检测费用较高、重现度不高等，相对检测应用范围较窄。

3 原子吸收光谱法在土壤环境监测中应用

3.1 原子吸收光谱法在土壤重金属污染评价中的应用

随着我国工农业的快速发展，以及部分企业对土壤环境保护意识的欠缺，经常发生企业向周边土壤排放未经处理的生产废水、填埋废渣等污染土壤环境，这些生产废水废渣中存在较多的重金属，如铬、铅等，对土壤环境造成了严重的污染。大兴安岭的古利库砂金矿土壤相关研究表明，通过原子吸收光谱法对部分土壤样品进行监测分析，发现土壤中含有大量的As、Hg等重金属元素，且重金属的含量值已经严重超标，还在呈现不断增长的趋势，需要紧急采取相应的土壤治理措施。相关的例子还有一些专家利用原子吸收光谱法对陕西潼关县的农田土壤进行监测调查，以及对该土壤种植的主要农作物小麦和玉米中的Hg、Cd、Pb、Cu、Zn等重金属元素的污染状况进行了监测。结果显示该区域农田土壤中含有Hg、Cd、Pb等重金属，平均含量均略有超标，该地区种植的主要农作物小麦和玉米中也监测出了这3种重金属元素，同样存在严重超标情况。土壤污染情况比想象中的要严重，需要刻不容缓地采取必要的土壤治理修复工作。

3.2 原子吸收光谱法在土壤重金属元素形态分析中的应用

元素形态具体是指元素的存在形式，而土壤中的重金属可以是以碳酸盐结合态、有机结合态、铁锰氧化物和交换态等形态存在。复杂的存在形态给土壤的治理修复工作势必会带来极大的挑战。因为重金属碳酸盐结合态和交换态有较弱的稳定性，在土壤环境中易进一步分解反应形成新的污染元素，所以土壤中的重金属元素形态分析要比单纯的元素总量检测过程复杂的多，元素形态分析对于监测分析的手段、检测仪器的灵敏度以及分离水平等都具有较高的要求，而原子吸收光谱法检测恰好可以满足检测人员对土壤中元素形态的进一步分析要求。比如，相关检测人员对内蒙古某地区公路沿线的土壤多个地方进行取样，对其中的Zn、Ni、Pb等重金属元素的含量和化学形态进行了相关检测，检测结果表明，土壤样本中重金属元素的大部分以有效态的方式存在，其中属Zn元素的有效态含量高。因此通过对该检测结果的分析，得出该地区需要重视重金属Zn元素对土壤环境污染的影响。同样的例子还有通过对惠溪河滨岸的多个地方的土壤样品进行重金属元素形态的分析，证实了惠溪河滨岸的土壤已经受到了严重的重金属污染，而诸多污染元素中属As、Zn、Cd、Cu重金属的含量高，达到了重度污染的程度，其中Zn主要是和Fe-Mn氧化物的结合态形式存在，As大部分以残渣态形式存在，而Cu是以残渣态和有机结合态的形式存在的，不同的重金属元素存在形态都不相同。相应采取的治理手段也要针对性地调整，进而减少土壤中重金属元素的含量，有效降低土壤中的重金属污染程度。

综上所述，原子吸收光谱法是有效检验土壤中重金属元素含量及存在形态的科学检测方法，具有较高的检测效率和准确度。随着科技的发展进步，原子吸收光谱技术也能在实际应用中不断提高完善，进一步减少检测误差，扩大土壤检测范围等，为土壤环境的治理保护提供更准确的数据支撑，促进土壤环境的绿色可持续发展。