付葆春，竇圓圓

（1.濰坊市生態(tài)環(huán)境局臨朐分局，山東 濰坊 262600；2.濰坊市臨朐生態(tài)環(huán)境監(jiān)控中心，山東 濰坊 262600）

引言

人類的生存環(huán)境基本上建立在土壤環(huán)境之上的，包括房屋建設(shè)、工廠以及道路建設(shè)等各類生產(chǎn)建設(shè)都離不開土壤環(huán)境，土壤作為生態(tài)環(huán)境表層中最為重要的組成部分，是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，各類污染物質(zhì)在各種渠道下進(jìn)入土壤當(dāng)中，給土壤環(huán)境造成嚴(yán)重污染，特別是重金屬類的污染，不僅容易產(chǎn)生積聚效應(yīng)，而且后續(xù)處理降解工作困難。為進(jìn)一步掌握土壤中重金屬元素及污染物質(zhì)的組成，確定土壤環(huán)境污染程度，決定利用原子吸收光譜的技術(shù)對土壤環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測分析。

1 原子吸收光譜法原理

原子吸收光譜法在土壤環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用已成為一種廣泛有效的方法，自從上世紀(jì)中葉提出以來得到不斷發(fā)展改進(jìn)，現(xiàn)已發(fā)展成為一項(xiàng)較為成熟的應(yīng)用技術(shù)。原子吸收光譜法的作用機(jī)理在于利用待測元素產(chǎn)生出的原子蒸汽在譜線上的吸收能力之間的差異，不同物質(zhì)吸收能力不同的特征進(jìn)行判別，從而測定出物質(zhì)之間的差別，達(dá)到對物質(zhì)進(jìn)行定量定性識別的目的。它的具體操作流程為：首先對待測物質(zhì)產(chǎn)出的原子蒸汽進(jìn)行定量計(jì)算，然后對待測物質(zhì)的光譜波長進(jìn)行分析進(jìn)而得出各組成元素的含量。原子光譜主要是利用原子在基態(tài)下吸收能量之后會向激發(fā)態(tài)進(jìn)行躍遷，而在躍遷過程中吸收能量的同時會產(chǎn)生出光譜。利用這種特點(diǎn)進(jìn)行元素測定的優(yōu)點(diǎn)就在于其精確度較高，誤差降低至原子級別，因此受其它因素干擾的幾率較小，適用范圍也就更廣。

2 原子吸收光譜監(jiān)測分類

用原子吸收光譜進(jìn)行檢測主要包括以下三種技術(shù)手段：火焰原子吸收光譜法、氫化物發(fā)生吸收光譜法以及石墨爐原子吸收光譜法[1]。

2.1 火焰原子吸收光譜法

利用火焰原子吸收光譜法進(jìn)行檢測的適用范圍主要是一些異原子化的元素，這類檢測方法對已知元素的檢測精確度一般較高。利用這類方法的優(yōu)勢在于檢測成本較低，操作起來也比較簡便，檢測速率也比較高，因此火焰原子吸收光譜的檢測方法適用范圍較廣。

2.2 氫化物發(fā)生法

氫化物發(fā)生法主要用于對多種不同元素進(jìn)行檢測分析，這種檢測方式的優(yōu)點(diǎn)在于精準(zhǔn)度較高且自動化水平較高。通常在利用火焰原子吸收光譜的方法檢測靈敏度不能夠滿足需求時，可以利用氫化物發(fā)生的方式來增強(qiáng)檢測精度。

2.3 石墨爐原子吸收光譜法

石墨爐原子吸收光譜法是一種檢測物質(zhì)原子化效率較高的檢測方法，其作用機(jī)理在于在檢測過程中通過石墨材料，在電流加熱過程中將檢測元素原子化并進(jìn)行有效分析。因此利用石墨爐原子吸收光譜法進(jìn)行檢測時檢測流程較為簡單，且檢測過程中的安全性較高，相比與前兩者檢測過程中的原子化溫度可進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，每次用樣量也較少。但利用這種檢測方式也存在一些顯著缺點(diǎn)，包括檢測過程中用時較長，而且檢測精度相比前兩種檢測方式要低，檢測成本也比較高。在石墨爐原子吸收光譜進(jìn)行原子化的過程中，由于產(chǎn)生的溫度分布不均勻，造成較小的檢測范圍，因此對檢測結(jié)果也就產(chǎn)生了很大的影響[2]。

3 原子吸收光譜法在土壤環(huán)境檢測過程中的應(yīng)用

3.1 在土壤污染評價中的應(yīng)用

人類與土壤環(huán)境之間的密切關(guān)系可一直追溯至人類發(fā)展的早期，作為一切農(nóng)業(yè)以及工業(yè)生產(chǎn)過程中不可或缺的生產(chǎn)因素，土壤已經(jīng)成為人類賴以生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。然而伴隨著我國現(xiàn)代化城市建設(shè)進(jìn)程以及經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，土壤環(huán)境正在不斷的遭受不同程度的污染破壞，尤其是重金屬污染問題，給土壤環(huán)境帶來嚴(yán)重不可逆的破壞，現(xiàn)已引起人們的廣泛關(guān)注。盡管現(xiàn)代化發(fā)展水平較高，新興科技層出不窮，但土壤環(huán)境仍然是人們必須依賴生存的必要自然條件。隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)以及工業(yè)發(fā)展，土壤環(huán)境遭受到不同程度的破壞，其中最主要的是來自工業(yè)用水或生活污水方面的污染問題。對于污水廢水的排放監(jiān)測不周是造成土壤環(huán)境破壞的重要原因，造成的土壤中各類重金屬物質(zhì)積聚問題若不能得到有效治理，便會伴隨著河流或大氣降水而進(jìn)行大范圍擴(kuò)散，對土壤環(huán)境造成進(jìn)一步的污染。原子吸收光譜的方法檢測出的結(jié)果已成為衡量土壤環(huán)境破壞的可靠標(biāo)準(zhǔn)，通過利用這種方法對一些重金屬元素進(jìn)行檢測，檢測精度較高，依據(jù)檢測結(jié)果對該區(qū)域內(nèi)的土壤環(huán)境進(jìn)行有效治理，可以顯著改善該區(qū)域內(nèi)的土壤環(huán)境[3]。

3.2 在土壤環(huán)境檢測中的應(yīng)用

原子吸收光譜法進(jìn)行土壤環(huán)境檢測的首要步驟就是減少干擾因素對檢測結(jié)果的影響。以石墨爐原子吸收光譜法為例，在原子進(jìn)行加熱過程中與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的問題若不能得到處理，將對試驗(yàn)結(jié)果造成很大影響，甚至產(chǎn)生誤判現(xiàn)象，因此在石墨爐加熱過程中往往在惰性環(huán)境中進(jìn)行。同時土壤環(huán)境中賦存的其它土壤成分對檢測結(jié)果也會產(chǎn)生一定的影響，因此在進(jìn)行成分檢測的過程中要依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行充分討論，盡可能減少檢測誤差。另一方面就是利用背景校正的方法來對檢測誤差進(jìn)行補(bǔ)償，因?yàn)樵谕寥拉h(huán)境檢測過程中總會存在著一些干擾誤差，影響到檢測結(jié)果的精度。因此通過設(shè)置背景校正的方式，對無法補(bǔ)償或難以避免的檢測誤差進(jìn)行校正，通過化學(xué)分離或有機(jī)質(zhì)干擾影響的消除，例如通過添加酸性物質(zhì)對樣本進(jìn)行預(yù)處理等，可以達(dá)到寬帶吸收減少的要求。同時在檢測過程中因?yàn)楣泊骐x子造成的干擾現(xiàn)象，以土壤環(huán)境檢測過程中最為常見的硝酸鹽粒子干擾為例。在土壤環(huán)境檢測過程中，樣本的溶解過程往往要用到硝酸試劑，而在這時為減少硝酸鹽物質(zhì)對檢測結(jié)果造成的影響，就可以通過添加硫酸或鹽酸等其它類別的酸來減少硝酸鹽物質(zhì)的含量。這類因素影響中的另一物質(zhì)代表就是有機(jī)碳干擾，在石墨爐原子吸收光譜法進(jìn)行物質(zhì)檢測過程中，若土壤環(huán)境中富含碳元素，則會顯著抑制金屬元素的釋放生成，因而金屬元素很難進(jìn)行原子化，也就嚴(yán)重影響到光譜的吸收檢測結(jié)果。對這類問題的解決方法通常是在反應(yīng)的特殊時段使用熱解涂層石墨管，這中材料可以顯著降低有機(jī)碳的生成，從而增強(qiáng)石墨爐原子吸收光譜的檢測精確度。在進(jìn)行土壤環(huán)境檢測過程中，樣本本身在采集運(yùn)輸過程中產(chǎn)生了污染現(xiàn)象也會對檢測結(jié)果造成很大的影響，因此要求在進(jìn)行土壤檢測樣本制備以及試樣運(yùn)輸?shù)倪^程中保持一定的情節(jié)性，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行土壤樣本制備以及輸送工作。同時在進(jìn)行土壤樣本檢測過程中要對檢測儀器進(jìn)行清潔，減少儀器對土壤樣本造成的污染導(dǎo)致檢測結(jié)果產(chǎn)生偏差等對檢測精度造成的影響。

4 結(jié)語

通過對土壤環(huán)境進(jìn)行原子吸收光譜法進(jìn)行污染程度檢測的方法進(jìn)行分析研究，可以看出在檢測過程進(jìn)行之前首先要按照要求對土壤樣本進(jìn)行制備輸送，完成土壤樣本的制備工作。同時要依據(jù)樣本的不同污染程度選用不同的檢測方法，利用火焰法、氫化物發(fā)生法以及石墨爐法等不同的原子吸收光譜檢測技術(shù)時，要依據(jù)各技術(shù)的適用范圍進(jìn)行靈活選用，從而達(dá)到較高的檢測精度。對土壤環(huán)境檢測過程中產(chǎn)生的偏差影響，除了原子光譜技術(shù)應(yīng)用的缺陷之外，還會受到因土壤樣本預(yù)處理或溶解試劑、溫度等因素的影響。因此進(jìn)行檢測之前要做好充分的準(zhǔn)備工作，確保原子吸收光譜法在土壤環(huán)境檢測過程中發(fā)揮出更高的檢測精度，提高土壤環(huán)境檢測效率。