原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用

原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用

徐欣，尹秋菊

湖北寰孝检测技术有限公司，湖北省孝感市孝南区，432000

摘 要：土壤是工业与农业发展的物质基础，但随着现代化工业的高速发展，越来越多的污染物渗入土壤中，对土壤环境造成严重危害。为了实现对土壤环境的有效处理，需利用相应的科学技术对土壤污染情况进行全面监测，原子吸收光谱法就是应用较为广泛，且监测效果较佳的一类技术。科学运用原子吸收光谱法，能够及时发现土壤环境问题，进一步采取针对性的处理对策，不断优化土壤环境。基于此，本文首先简要分析了原子吸收光谱法的作用原理及常见类型，然后论述该项技术在土壤环境监测中的具体应用，以期能为改善和优化土壤环境做出一定的贡献。

关键词：原子吸收光谱法；土壤环境；监测；应用

1原子吸收光谱法概述

原子吸收光谱法是一种高效且精确的分析技术，基本原理是基于基态原子外层电子对特定波长光的吸收特性。在紫外光和可见光范围内，原子对其共振辐射线的吸收强度与待测元素的含量密切相关。每一种元素都有其独有的特征谱线，当光源发射的特定波长的光通过原子蒸气时，原子中的外层电子会选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线，使入射光减弱。这种吸收程度与元素的浓度成正比，因此，通过测量特定谱线的吸收程度，可以实现对元素的定量测定。

由于不同元素的原子结构和外层电子排布不同，其吸收的特征谱线也各有特性，这就为元素的定性分析提供了依据。因此，原子吸收光谱法不仅可用于土壤中重金属元素的定量分析，还可用于元素的定性分析，为土壤环境监测提供了有力的技术支持[1]。

实际应用中，原子吸收光谱法已广泛用于农业、环保、材料科学等领域，对于了解土壤污染状况、制定修复措施以及保障生态环境和人类健康具有重要意义。然而，该方法也存在一些不足，如荧光淬灭效应和散射光干扰等问题，因此在实际应用中需要注意这些潜在的影响因素。

2 原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用

2.1 检测土壤中的重金属含量

近些年虽然国家大力提倡绿色环保理念，努力打造绿水青山工程，但依然有部分企业直接将废水或化学污水排放到土壤或者附近河流中，对土壤环境造成了严重的污染。重金属如铅、镉、汞、铬等，在土壤中不易被分解和代谢，一旦进入土壤，会长期积累并可能通过食物链进入人体，对人体健康造成潜在危害。同时，重金属污染也会破坏土壤的生态平衡，影响农作物的生长和品质，降低土壤的肥力。所以就应当加强对土壤中重金属的检测，将土壤中重金属的含量控制在一定范围内，保证环境和人类的健康，促进社会的可持续发展[2]。

利用原子吸收光谱法对土壤中的重金属含量实施检测，其实就是利用特定光源中发射出一束特定波长的光，当束光通过原子化器时，其中的待测重金属元素的原子蒸汽会吸收与自己元素相对应的特征谱线，这些被吸收的谱线部分通过分光系统和检测系统后，我们可以测量到特征谱线被吸收的程度，即吸光度。吸光度的大小与待测元素的原子浓度之间存在线性关系。基于这种关系，我们可以准确计算出土壤中待测重金属元素的含量。

2.2 分析污染元素的具体形态

土壤中的污染元素往往存在多种形态，如可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态等。这些不同形态的重金属元素在土壤中的迁移性、生物可利用性以及毒性等方面存在显著差异。因此，对土壤中重金属元素的形态进行分析，对于评估土壤污染风险、制定修复措施以及保护生态环境具有重要意义。

在形态分析方面，原子吸收光谱法通常与其他前处理技术相结合，如化学分离、萃取、色谱分离等，以实现对不同形态重金属元素的分离和测定。这些前处理技术能够将土壤中的重金属元素分离为不同的形态，然后利用原子吸收光谱法进行准确的含量测定。对土壤中不同形态重金属元素的测定，我们可以得到土壤中重金属元素的总量以及各种形态的含量分布，帮助我们了解土壤中重金属的来源、迁移转化规律以及其对环境和生物的影响。同时，这些数据还可以为土壤修复和治理提供科学依据，指导我们选择合适的修复技术和方法，降低土壤污染的风险[3]。

2.3 针对土壤样品的处理及测量

样品处理阶段，工作人员需要先对土壤样品进行破碎、筛选和烘干等预处理，以去除其中的杂质和水分，便于后续的测定。然后破坏土壤矿物质的晶格结构，最常见的手段就是消化处理和熔融处理。消化处理通常使用酸或混合酸，如硝酸、硫酸、盐酸等，来分解土壤样品，这些酸能够破坏土壤矿物质的晶格结构，使重金属元素转化为可溶性的离子形态。熔融处理则利用碱性熔剂在高温下使土壤样品熔融，适用于测定一些在酸性环境中不易溶解的元素。一般来说，土壤样品处理分为两类系统，一类是酸溶系统，一类是碱溶系统。酸溶过程中，原子吸收光谱法被用于监测消解的程度和效果，通过测量消解液中特定元素的原子吸收光谱，可以判断消解是否完全，以及是否达到了测定要求。同时，原子吸收光谱法还可以用于直接测定消解液中重金属元素的含量，从而得到土壤中这些元素的准确数据。碱熔过程中，利用原子吸收光谱法测量熔融物中特定元素的原子吸收光谱，可以准确地确定这些元素的含量。

使用原子吸收光谱法可以直接测量出样品中含有的钾、钙及镁元素等成分，原子吸收光谱法利用特定光源发出的光，其吸收程度与元素的浓度成正比，通过测量光的吸收程度，可以准确地确定土壤中重金属元素的含量。而样品中有效态元素的测量，如锰、锌及铁元素等，需先对样品运用一次性浸提剂，一次性浸提剂的使用可以实现对这些元素的有效提取，以便后续的准确测定。

2.4 消除土壤监测工作的干扰

根据以往经验总结，原子吸收光谱法在土壤环境监测中的运用，经常会在一定程度上受到光谱、物力及电离的干扰。为了保障最终监测结果的准确性，必须针对这些干扰问题做出相应的处理。光谱干扰主要来自空心阴极灯的发射干扰、自身发射和背景发射干扰，以及分子光谱吸收干扰。针对此类干扰，可以采取使用纯度更高的空心阴极灯、调整灯电流、选择合适的分析波长、使用背景校正或标准加入法等方法来消除。物理干扰则主要源于标准溶液和试液的物理性能不一致，如黏度、表面张力等差异。为了消除这种干扰，应尽量使试液与标准溶液的物理性质保持一致，如通过适当稀释或添加适当的溶剂来调整试液的物理性能[4]。电离干扰是一个较为复杂的问题，它涉及样品加热过程中离子的产生和浓度变化，以及光谱线的重叠等因素。为了降低电离干扰，可以采取控制样品加热条件、选择合适的分析波长、使用干扰元素的掩蔽剂等方法。

结束语

总而言之，原子吸收光谱法在土壤环境监测中的应用，体现出非常好的精确度和灵敏度，能够精确测定土壤中多种重金属元素的含量，为土壤污染评估和治理提供了有力支持。同时，原子吸收光谱法操作简单、快速，适用于大规模土壤样品的监测。借助应用原子吸收光谱法，我们能够及时获取土壤污染信息，制定针对性的治理措施，保护生态环境和人类健康。因此，原子吸收光谱法在土壤环境监测中发挥着越来越重要的作用，为土壤环境保护和可持续发展做出了积极贡献。

参考文献

[1]万婧.土壤环境质量监测中有害化学物残留及含量检测与分析[J].皮革制作与环保科技，2022，3(22):103-105.

[2]李书林.持久性有机污染物环境监测现状分析及对策[J].山西化工，2022，42(08):186-187.

[3]单勇.原子吸收法在土壤中重金属检测中的运用分析与研究[J].质量安全与检验检测，2020，30(05):128-129.

[4]何惠娟.土壤重金属污染原子吸收光谱法测定及治理研究[J].资源节约与环保，2020，(06):54.