王呈偉 付 瑩

1.臨沂市生態(tài)環(huán)境局

2.臨沂市蘭山區(qū)蘭山街道中心幼兒園

1 引言

當(dāng)前，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)發(fā)展，特別是在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的歷史進(jìn)程中，在推進(jìn)工業(yè)產(chǎn)值不斷增長(zhǎng)，極大地改變?nèi)藗兩钅Ｊ脚c質(zhì)量的同時(shí)，也帶來了一系列較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，特別是涉及重金屬污染。重金屬本身毒性強(qiáng)，難以被生物降解，極大地污染了土壤環(huán)境，并在一定程度上危及人們食品安全和生命安全。因此，進(jìn)行土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)，防治土壤環(huán)境污染越來越成為當(dāng)前要解決的迫切社會(huì)問題，勢(shì)在必行。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)模式下，人們?nèi)狈?duì)重金屬污染的監(jiān)測(cè)手段，這極大地制約了土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)工作開展，隨著原子光譜等新技術(shù)的日益成熟，原子吸收光譜法為這一問題的解決構(gòu)建了全新渠道。本文就原子吸收光譜法在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用要點(diǎn)展開分析。

2 原子吸收光譜法的類型及優(yōu)勢(shì)

2.1 原子吸收光譜法的類型

原子吸收光譜法是當(dāng)前開展環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要手段，其基于試樣蒸汽相開展測(cè)定工作，對(duì)土壤中的某種元素進(jìn)行具體分析。從應(yīng)用過程來看，該測(cè)定方法具有適用范圍廣、靈敏度高的特點(diǎn)[1]。就現(xiàn)有實(shí)用技術(shù)而言，火焰法、氫化物法、石墨爐法是原子吸收光譜法應(yīng)用的主要類型，且不同的方法在實(shí)際應(yīng)用過程中具有不同的側(cè)重點(diǎn)和各自的特殊性。其中，火焰法應(yīng)用范圍最為廣泛，應(yīng)用技術(shù)最為成熟，但不足的是，火焰法無法測(cè)定出Bi、Ta等元素的具體含量；氫化物法在彌補(bǔ)火焰法缺陷的同時(shí)，具有一定的靈敏性，而且可以實(shí)現(xiàn)分析過程自動(dòng)化管理，在微量元素污染監(jiān)測(cè)中效果突出；石墨爐法的檢查效率較慢，且應(yīng)用范圍較為狹窄，當(dāng)火焰法不能滿足實(shí)際監(jiān)測(cè)需要時(shí)，常采用該方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.2 原子吸收光譜法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

就目前而言，原子吸收光譜法在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用比較普遍。從使用過程來看，該方法具有選擇性強(qiáng)、分析范圍廣、靈敏度高等突出特點(diǎn)。

（1）選擇性較強(qiáng)與其他監(jiān)測(cè)方式相比，原子吸收光譜法具有較高的吸收帶寬，故而測(cè)定速度較快，自動(dòng)化程度較高。具體而言，在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中，若采用其他監(jiān)測(cè)方式，則需進(jìn)行發(fā)射光譜的有效分析，這一過程容易受共存元素干擾問題。而在原子吸收光譜法應(yīng)用中，只有當(dāng)主線轉(zhuǎn)變的時(shí)候，其譜線才會(huì)發(fā)生改變，這有效地避免了共存元素干擾問題，監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性較強(qiáng)。

（2）分析范圍較廣。分析范圍較廣是原子吸收光譜法應(yīng)用的又一優(yōu)勢(shì)。一方面，其監(jiān)測(cè)手段多樣，就原則測(cè)定的手段方面而言，其監(jiān)測(cè)手段包含了70多種；另一方面，就測(cè)定范圍來看，該方法不僅能實(shí)現(xiàn)金屬原子的有效監(jiān)測(cè)，而且在非金屬元素、有機(jī)物監(jiān)測(cè)中效果突出[2]。

（3）靈敏度較高。原子吸收光譜法的靈敏度表現(xiàn)在：采用該方法進(jìn)行土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)，其監(jiān)測(cè)精度能達(dá)到PPM 級(jí)，在該級(jí)別范圍內(nèi)，此方法具有較高的監(jiān)測(cè)效率，同時(shí)操作方法較為簡(jiǎn)單，有效地縮短了監(jiān)測(cè)分析的周期，對(duì)于土壤環(huán)境保護(hù)工作影響深遠(yuǎn)。

3 原子吸收光譜法在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中的具體應(yīng)用

隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)于土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)的關(guān)注度不斷提升。現(xiàn)階段，采用原子吸收光譜法進(jìn)行土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)成為人們進(jìn)行生態(tài)環(huán)境保護(hù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在原子吸收光譜法使用過程中，不僅要注重土壤樣品的處理測(cè)量，而且需對(duì)監(jiān)測(cè)過程中的干擾問題進(jìn)行有效處理，并以此來實(shí)現(xiàn)土壤污染元素的精確分析。

3.1 土壤樣品處理測(cè)量

土壤樣品處理的處理與測(cè)量是原子吸收光譜法的首要內(nèi)容。單就樣品處理來說，消化及熔融是其處理的兩種主要手段，從應(yīng)用過程來看，其能有效地破壞土壤礦物質(zhì)的晶格，然后實(shí)現(xiàn)土壤中待測(cè)元素的轉(zhuǎn)移。現(xiàn)階段，土壤樣品的消化及熔融常采用堿溶系統(tǒng)或酸溶系統(tǒng)進(jìn)行處理。就堿溶系統(tǒng)而言，碳酸鉀法、碳酸鈉法、氫氧化鈉法等都是較為常用的處理方式，而在酸溶系統(tǒng)應(yīng)用中，常采用的方法有氫氟酸與硫酸、高氯酸搭配兩種方式。目前而言，酸溶系統(tǒng)在土壤處理中的效果較為突出[3]。譬如，將HF-HNO3-HCIO4應(yīng)用于土壤消化，則HF會(huì)破壞掉土壤中的晶格，此時(shí)待測(cè)樣品會(huì)轉(zhuǎn)化為SiF4,實(shí)現(xiàn)元素?fù)]發(fā)，此時(shí)，再添加HNO3既可實(shí)現(xiàn)土壤溶解，為原子吸收光譜法應(yīng)用準(zhǔn)備合理的材料，實(shí)現(xiàn)土壤中元素的有效測(cè)量。

土壤樣品分析過程中，鎂、鉀、鈣等元素是可以進(jìn)行直接測(cè)量的，工作人員只要借助于空氣-乙炔火焰，即可實(shí)現(xiàn)這些元素含量的準(zhǔn)確測(cè)定。而在鐵、鋅、錳等有效態(tài)元素測(cè)定中，需注重一次性浸提劑的有效使用，然后借助于pH 值分析法，實(shí)現(xiàn)金屬元素提取，最后測(cè)取元素具體含量。

3.2 土壤樣品監(jiān)測(cè)的干擾處理

外界因素干擾是影響土壤樣品監(jiān)測(cè)效率與精度的重要原因?；诖?，在土壤樣品監(jiān)測(cè)的過程中，應(yīng)注重感染源的優(yōu)化處理。就光譜干擾而言，其在土壤樣品監(jiān)測(cè)中極為常見，具體的表現(xiàn)形式為待測(cè)元素分線與共存元素吸收線比較接近，這對(duì)人們的觀測(cè)造成較大阻礙。針對(duì)此類問題，需優(yōu)化分析線選擇，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)相近情況的有效控制。電離干擾也是土壤樣品監(jiān)測(cè)中常見的一種干擾形態(tài)，相對(duì)而言，堿土金屬與堿金屬受電離干擾較為明顯，當(dāng)發(fā)生這種狀況時(shí)，原子吸收光譜法無法吸收待測(cè)物質(zhì)的特定波長(zhǎng)，從而影響最終的測(cè)試結(jié)果。在這一問題處理中，可選用火焰法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)在監(jiān)測(cè)過程中，應(yīng)注重火焰溫度的嚴(yán)格控制，確?；鹧嫣幱诘蜏貭顟B(tài)，降低電離干擾。

3.3 污染元素的分析評(píng)價(jià)

了解土壤污染情況，并以此為基礎(chǔ)制定有效地污染處理與控制方案，促進(jìn)土壤生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作開展是土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)的根本目的[4]。基于此，在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中，應(yīng)注重污染元素的系統(tǒng)分析。污染元素分析評(píng)價(jià)工作應(yīng)關(guān)注以下重點(diǎn)：一是在原子吸收光譜法應(yīng)用中，應(yīng)就污染元素的類型、形態(tài)、含量展開分析，以此來掌握當(dāng)前土壤的污染程度。二是在確定具體污染元素后，需分析各污染元素的分布情況，同時(shí)在同一污染區(qū)域內(nèi)，不同元素的占比情況也是采用原子吸收光譜法分析的重點(diǎn)，工作人員應(yīng)就其占比及殘?jiān)鼞B(tài)含量進(jìn)行系統(tǒng)檢查，繼而為后期污染治理奠定基礎(chǔ)。三是當(dāng)明確污染元素的具體分布、含量狀況后，需結(jié)合生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求，系統(tǒng)化地分析污染形成原因，并制定污染治理方案，以此來實(shí)現(xiàn)土壤污染狀況的有效控制，實(shí)現(xiàn)土地資源的有效保護(hù)。

4 原子吸收光譜法應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

采用原子吸收光譜法監(jiān)測(cè)土壤污染狀況時(shí)，土壤樣品的選擇和應(yīng)用對(duì)于測(cè)定結(jié)果具有一定影響，因此在選定處理技術(shù)后，還應(yīng)注重土壤樣品的預(yù)處理規(guī)范。

4.1 土壤樣品的懸浮液處理

采用原子吸收光譜法進(jìn)行土壤樣品測(cè)定中，為提升監(jiān)測(cè)效率，保證監(jiān)測(cè)結(jié)果，可將樣品制成懸浮液，以此來滿足樣品監(jiān)測(cè)要求。譬如，進(jìn)行土壤樣品銅成分檢查時(shí)，可按照如下方法處理懸浮液。首先，粉磨一定量的土壤檢測(cè)樣品，對(duì)其進(jìn)行篩選、烘干處理；其次，在10ml 燒杯中加入0.1g烘干土壤，并加入濃硝酸和瓊脂溶液，混合靜置3min；最后，采用原子吸收光譜法，測(cè)定混合液的相關(guān)指數(shù)，如懸浮液酸性濃度、懸浮劑濃度、土壤顆粒等。

4.2 土壤樣品濕法消解

土壤樣品濕法消解又被稱為電熱板濕法消解，具有樣品范圍大、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì)，但存在不足的是，使用該方法處理土壤試樣，會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成一定污染。具體而言，在方法使用中，需要在土壤樣品中添加較多的強(qiáng)酸試劑，這些試劑純度高，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，故而會(huì)對(duì)檢測(cè)的精度造成影響。此外，在實(shí)際監(jiān)測(cè)中，其會(huì)產(chǎn)生一定的酸性氣體，致使實(shí)驗(yàn)環(huán)境受到污染，故而應(yīng)用范圍存在一定的局限性。

4.3 土壤樣品微波消解法

微波消解是對(duì)土壤試樣進(jìn)行內(nèi)加熱的一種處理方式。具體而言，工作人員首先會(huì)將試樣與酸混合液按照一定比例進(jìn)行混合，然后將混合液放置在微波環(huán)境中進(jìn)行加熱，該方法能有效地提升酸性液體與土壤試樣的反應(yīng)速度。從處理過程來看，這種試樣處理方式能有效地縮短融樣時(shí)間。同時(shí)，受消解環(huán)境的影響，其使得分析目標(biāo)的實(shí)際損失量降低了最低程度，有效地確保了后期測(cè)量的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)論

土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)于我國(guó)土地污染治理具有較大影響。實(shí)踐過程中，人們只有充分認(rèn)識(shí)到土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)的必要性，并在了解原子吸收光譜法應(yīng)用原理和優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，進(jìn)行其測(cè)定方法的合理使用，才能有效地提升原子吸收光譜法的應(yīng)用水平，繼而保證土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量，為土壤污染治理提供理論支撐，實(shí)現(xiàn)社會(huì)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。