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[摘 要]原子吸收光谱法是一种比较常见的检测方法,在很多领域都有广泛应用。可以采用原子吸收光谱法开展土壤环境监测,对土壤环境中存在的各种金属元素的含量进行检查,从而为土壤环境治理提供数据支持。文章根据原子吸收光谱检测法的特征,对原子吸收光谱法的技术和应用优势进行分析,阐述了其主要的检测方法,旨在为环境保护提供更多数据支持。
[关键词]原子吸收光谱法; 土壤环境监测; 应用
中图分类号:TS561 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)32-0344-01
引言
土壤环境污染是现代环境治理过程中的重点内容,随着土壤环境不断恶化,人们的生活质量变得越来越差,比如土壤中的重金属元素含量较多,导致很多植物的生长受到影响,而且在植物中有重金属残留,人们食用食物的时候带来人身安全。对此,在土壤环境保护过程中必须要积极加强对环境保护的重视,比如可以加强对原子吸收光谱法的应用,对土壤中的重金属元素含量进行测量,最终得到土壤中有害元素的含量水平,开展土壤环境治理。
1 原子吸收光谱法技术分析
原子吸收光谱法是一种重要的检测技术,是根据光源射出的具有待测元素特征谱线的光,经过蒸汽的时候被蒸汽中的待测元素基态原子吸收,并且根据辐射特征谱线光的弱化程度来确定待测元素含量的一种方法。根据理论和实践表明,锐线光源辐射的共振线强度被吸收的强度与待测元素吸收辐射的原子总数成正比,在一定的条件下以及一定的浓度范围内,吸收程度与待测元素的浓度符合比耳定律,所以可以根据对吸光度进行测量来求出待测元素的浓度。
原子吸收光谱法是一种十分常见的测量方法,在土壤重金属含量、水中重金属含量的检测过程中具有十分广泛的应用,这种方法受到的干扰比较小,而且测定的浓度范围宽,操作十分简便,测量过程中的灵敏度很高,可以对70多种元素进行分析,是当前普及程度最高的一种技术。当前已经在我国广泛应用,比如地质环境测量、冶金化工工业、食品生产工业、生物医药工业等都有该技术的应用。在农业方面该技术也有广泛应用,比如可以借助这些技术开展土壤环境中的微量元素分析,土壤重金属元素污染分析、水质分析等,为农业生产提供了很多有利的数据支持。
2 原子吸收光谱法分类
2.1 火焰法
火焰原子吸收光谱法是当前应用十分广泛,而且研究成熟的一种技术,感染很小,而且很方便进行控制,设备都比较廉价。但是这种测量方法也有一定的局限性,比如对于一些硼、钒、钽和钨等耐高温性较强的元素,在火焰中只有一部分会被分解,含有钼和碱的土壤在火焰中也不能完全分解,因此导致分析结果不准确。
2.2 石墨炉法
石墨炉原子吸收光谱法的检测限度相对于火焰法而言要低1-2个数量级,但是它的绝对质量检测限却比火焰法要低三个数量级。而且石墨炉检测法的测定速度相对比较慢,一般只能对单个元素进行测量,分析的范围也不够,因此在检测的过程中,只有不能满足火焰法测量条件的时候才会选择石墨炉法进行测量。
2.3 氢化物法
氢化物发生原子吸收法的灵敏度较高,而且可以进行自动化测量,当前在很多元素的测量过程中都有十分广泛的应用。比如在砷和硒的测量实验过程中,其灵敏度达到了μg/kg的级别。在测量过程中,对于无法使用火焰法得到精确测量结果的元素,可以采用氢化物法进行检测。
2 原子吸收光谱法的应用优势
2.1 具有很高的灵敏度
当前,原子吸收光谱法应用较为成熟,它是金属含量检测方法中灵敏度最高的一种。通常情况下,大部分元素都可以达到ppm数量级浓度范围。如果使用一些特殊的方法,原子吸收光谱法可以对ppb数量级浓度范围进行准确测定。由此可以看出,原子吸收光谱分析法具有很高的灵敏度,可有效地缩短元素测定分析的周期,大大加快了测量的速度。
2.2 抗干扰性强
原子吸收光谱法的原子吸收宽带较窄,在实际应用中具有较快的测定速度,因操作简单而能够进行自动化操作。在对发射光谱进行分析时,如果共存元素辐射线不能与待测元素辐射线进行分离,就会使强度发生改变。利用原子吸收光谱法进行测定和分析时,由于谱线只受到主线系的影响而发生转变,在谱线相对较窄的情况下,两者不会发生重叠的现象,使得测量中不容易受到干扰。
2.3 分析范围较广
原子吸收光谱法在测定元素方面具有多种检测方法和手段,既可以检测低含量的元素,也可以对微量、痕量与超痕量的元素进行检测。根据元素属性的不同,既可以检测金属元素、類元素,也可以对一些非金属元素和有机物进行间接检测。
4 原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用
4.1 在重金属元素形态分析中的应用
元素形态是指元素具体的存在形式,土壤和沉积物等都含有元素。而重金属可以碳酸盐结合态、有机结合态、交换态和铁锰氧化物等形态存在。碳酸盐结合态和交换态等有较弱的稳定性,这些形态的存在会对环境产生严重的重金属污染。所以,元素形态分析要比元素总量检测的过程复杂很多,元素形态分析对分析手段和分离水平、灵敏度等都具有较高的要求。为了更加详细地了解土壤和植物系统中重金属的形态和危害性,对古某地区公路沿线的土壤进行多个地方取样,并对其中的Zn、Pb、Ni等重金属元素的化学形态和含量进行了检测。从检测的结果来看,此次取得土壤样本中重金属的有效态占据较大的比例,而其中Zn元素有效态含量较高,残渣态的占比较低。因此,该地区必须重视Zn元素重金属对生态环境污染的影响。
4.2 在土壤重金属污染评价中的应用
土壤是人类赖以生存的重要资源,是生产生活不可或缺的物质基础,在农业生产中更占据着不可替代的地位。随着我国经济的快速发展以及城市建设进程的不断加快,工业和农业生产对我国的土壤都产生了严重的污染。特别是工业废气、废渣和废液中,重金属的占比相当大,他们通过不同的方式进入到土壤中,一部分还灌溉到农业土地中,造成严重的农业污染。在对某地土壤研究中,土壤中含有大量的As、Hg等重金属元素,含量值已经超过了国家标准水平。与天然林木土壤相比,此地区的As、Cr等重金属元素的含量也在不断增长。所以,在该地区进行土壤治理时,需要将土壤水分和养分的限制问题纳入重点考虑的因素当中。
5 结束语
在生态建设保护理念指导下,土壤重金属污染已经被纳入到重点治理方案中。原子吸收光谱法作为一种成熟的检测技术,被广泛地应用到土壤环境监测中。工业和农业的快速发展,加重了土壤的重金属污染程度,原子吸收光谱法是检验土壤重金属含量科学而有效的方法,它可以根据需要测量金属的种类和浓度的不同,利用石墨炉、火焰和氢元素发生化学反应,结合预处理技术来进行样品金属含量的测定,具有很高的效率和准确率。随着科技的发展,原子吸收光谱技术也得到不断提高和完善,从而为减少土壤样品测量误差、扩大和提高土壤监测的范围和效率以及土壤环境的保护提供了更准确的数据依据,有力地促进了土壤的可持续发展。
参考文献
[1] 史久英,李晓蓉,胡梅.陇南市中药材基地土壤重金属含量及评价[J].甘肃农业科技,2014(10):29-32.
[2] 贾月存,于爱琛.微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中镉[J].资源节约与环保,2014(1):121.
[关键词]原子吸收光谱法; 土壤环境监测; 应用
中图分类号:TS561 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)32-0344-01
引言
土壤环境污染是现代环境治理过程中的重点内容,随着土壤环境不断恶化,人们的生活质量变得越来越差,比如土壤中的重金属元素含量较多,导致很多植物的生长受到影响,而且在植物中有重金属残留,人们食用食物的时候带来人身安全。对此,在土壤环境保护过程中必须要积极加强对环境保护的重视,比如可以加强对原子吸收光谱法的应用,对土壤中的重金属元素含量进行测量,最终得到土壤中有害元素的含量水平,开展土壤环境治理。
1 原子吸收光谱法技术分析
原子吸收光谱法是一种重要的检测技术,是根据光源射出的具有待测元素特征谱线的光,经过蒸汽的时候被蒸汽中的待测元素基态原子吸收,并且根据辐射特征谱线光的弱化程度来确定待测元素含量的一种方法。根据理论和实践表明,锐线光源辐射的共振线强度被吸收的强度与待测元素吸收辐射的原子总数成正比,在一定的条件下以及一定的浓度范围内,吸收程度与待测元素的浓度符合比耳定律,所以可以根据对吸光度进行测量来求出待测元素的浓度。
原子吸收光谱法是一种十分常见的测量方法,在土壤重金属含量、水中重金属含量的检测过程中具有十分广泛的应用,这种方法受到的干扰比较小,而且测定的浓度范围宽,操作十分简便,测量过程中的灵敏度很高,可以对70多种元素进行分析,是当前普及程度最高的一种技术。当前已经在我国广泛应用,比如地质环境测量、冶金化工工业、食品生产工业、生物医药工业等都有该技术的应用。在农业方面该技术也有广泛应用,比如可以借助这些技术开展土壤环境中的微量元素分析,土壤重金属元素污染分析、水质分析等,为农业生产提供了很多有利的数据支持。
2 原子吸收光谱法分类
2.1 火焰法
火焰原子吸收光谱法是当前应用十分广泛,而且研究成熟的一种技术,感染很小,而且很方便进行控制,设备都比较廉价。但是这种测量方法也有一定的局限性,比如对于一些硼、钒、钽和钨等耐高温性较强的元素,在火焰中只有一部分会被分解,含有钼和碱的土壤在火焰中也不能完全分解,因此导致分析结果不准确。
2.2 石墨炉法
石墨炉原子吸收光谱法的检测限度相对于火焰法而言要低1-2个数量级,但是它的绝对质量检测限却比火焰法要低三个数量级。而且石墨炉检测法的测定速度相对比较慢,一般只能对单个元素进行测量,分析的范围也不够,因此在检测的过程中,只有不能满足火焰法测量条件的时候才会选择石墨炉法进行测量。
2.3 氢化物法
氢化物发生原子吸收法的灵敏度较高,而且可以进行自动化测量,当前在很多元素的测量过程中都有十分广泛的应用。比如在砷和硒的测量实验过程中,其灵敏度达到了μg/kg的级别。在测量过程中,对于无法使用火焰法得到精确测量结果的元素,可以采用氢化物法进行检测。
2 原子吸收光谱法的应用优势
2.1 具有很高的灵敏度
当前,原子吸收光谱法应用较为成熟,它是金属含量检测方法中灵敏度最高的一种。通常情况下,大部分元素都可以达到ppm数量级浓度范围。如果使用一些特殊的方法,原子吸收光谱法可以对ppb数量级浓度范围进行准确测定。由此可以看出,原子吸收光谱分析法具有很高的灵敏度,可有效地缩短元素测定分析的周期,大大加快了测量的速度。
2.2 抗干扰性强
原子吸收光谱法的原子吸收宽带较窄,在实际应用中具有较快的测定速度,因操作简单而能够进行自动化操作。在对发射光谱进行分析时,如果共存元素辐射线不能与待测元素辐射线进行分离,就会使强度发生改变。利用原子吸收光谱法进行测定和分析时,由于谱线只受到主线系的影响而发生转变,在谱线相对较窄的情况下,两者不会发生重叠的现象,使得测量中不容易受到干扰。
2.3 分析范围较广
原子吸收光谱法在测定元素方面具有多种检测方法和手段,既可以检测低含量的元素,也可以对微量、痕量与超痕量的元素进行检测。根据元素属性的不同,既可以检测金属元素、類元素,也可以对一些非金属元素和有机物进行间接检测。
4 原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用
4.1 在重金属元素形态分析中的应用
元素形态是指元素具体的存在形式,土壤和沉积物等都含有元素。而重金属可以碳酸盐结合态、有机结合态、交换态和铁锰氧化物等形态存在。碳酸盐结合态和交换态等有较弱的稳定性,这些形态的存在会对环境产生严重的重金属污染。所以,元素形态分析要比元素总量检测的过程复杂很多,元素形态分析对分析手段和分离水平、灵敏度等都具有较高的要求。为了更加详细地了解土壤和植物系统中重金属的形态和危害性,对古某地区公路沿线的土壤进行多个地方取样,并对其中的Zn、Pb、Ni等重金属元素的化学形态和含量进行了检测。从检测的结果来看,此次取得土壤样本中重金属的有效态占据较大的比例,而其中Zn元素有效态含量较高,残渣态的占比较低。因此,该地区必须重视Zn元素重金属对生态环境污染的影响。
4.2 在土壤重金属污染评价中的应用
土壤是人类赖以生存的重要资源,是生产生活不可或缺的物质基础,在农业生产中更占据着不可替代的地位。随着我国经济的快速发展以及城市建设进程的不断加快,工业和农业生产对我国的土壤都产生了严重的污染。特别是工业废气、废渣和废液中,重金属的占比相当大,他们通过不同的方式进入到土壤中,一部分还灌溉到农业土地中,造成严重的农业污染。在对某地土壤研究中,土壤中含有大量的As、Hg等重金属元素,含量值已经超过了国家标准水平。与天然林木土壤相比,此地区的As、Cr等重金属元素的含量也在不断增长。所以,在该地区进行土壤治理时,需要将土壤水分和养分的限制问题纳入重点考虑的因素当中。
5 结束语
在生态建设保护理念指导下,土壤重金属污染已经被纳入到重点治理方案中。原子吸收光谱法作为一种成熟的检测技术,被广泛地应用到土壤环境监测中。工业和农业的快速发展,加重了土壤的重金属污染程度,原子吸收光谱法是检验土壤重金属含量科学而有效的方法,它可以根据需要测量金属的种类和浓度的不同,利用石墨炉、火焰和氢元素发生化学反应,结合预处理技术来进行样品金属含量的测定,具有很高的效率和准确率。随着科技的发展,原子吸收光谱技术也得到不断提高和完善,从而为减少土壤样品测量误差、扩大和提高土壤监测的范围和效率以及土壤环境的保护提供了更准确的数据依据,有力地促进了土壤的可持续发展。
参考文献
[1] 史久英,李晓蓉,胡梅.陇南市中药材基地土壤重金属含量及评价[J].甘肃农业科技,2014(10):29-32.
[2] 贾月存,于爱琛.微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中镉[J].资源节约与环保,2014(1):121.