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原子吸收方法在土壤检测中的运用

时间:2020-03-26 来源:资源节约与环保 作者:臧娜 本文字数:2203字

  土壤检测论文(期刊编辑推荐8篇)之第五篇

  摘要:在土壤环境监测领域, 原子吸收光谱法是其中一项极为重要的技术, 特别是随着这项技术的不断发展, 以及样品处理技术的进一步发展, 这项技术开始在土壤检测领域的应用也开始不断拓展。本文首先分析了原子吸收光谱法的基本操作方法, 以及相应的样品处理技术, 最后对这项技术在土壤环境监测方面的应用进行了综述。

  关键词:原子吸收方法,土壤检测,应用

土壤检测论文

  1 原子吸收光谱法基本概念

  在测量重金属方面, 原子吸收光谱法最为常用, 这种方法主要是通过检测蒸气相中的被测元素中的基态原子所吸收原子共振辐射强度大小来确定这些元素的具体含量。当前这种检测方法有可以细分成三种不同的方法, 分别是氢化物发生法、火焰原子吸收光谱法以及石墨炉原子吸收光谱法。

  1.1 火焰原子吸收光谱法

  这种方法应用极为广泛, 更多应用在那些可原子化的基本元素领域, 并敏感于大部分元素, 检测极限也相对较高, 检测速度相对较快, 另外检测模式简单, 可重现性强, 成本低。不过这种技术也受制于雾化器的雾化能力以及元素的原子化水平。只有达到ppm级才能够进行定量分析, 也就是检出的限制相对较高, 灵敏度较差, 如果土壤中的元素含量较低, 那么很难直接检测出。

  1.2 石墨炉原子吸收光谱法

  为了有效提升元素的原子化, 这种方法就通过利用石墨材料来实现, 使用电流加热技术促进元素加速原子化。所以在这种装置的作用下, 该检测方法只需要较少的样品就可以实现检测, 另外原子化温度调节相对自由, 操作安全系数较高等优势。不过这种检测方法也存在着一定缺陷, 主要表现在分析范围窄, 检测成本高, 耗时长, 而且精度也不够高, 重现性相对较低。如果样品成分相对复杂, 那么在检测时就会容易产生较为严重的干扰, 进而影响到检测结果。

  1.3 氢化物发生法

  这种检测方法灵敏度更高, 如果元素很容易形成氢化物, 如Ce、Aa、Hg、Ph、Bi、Sb、Sn、Se等。然而这类元素如果使用第一种方法进行检测, 往往灵敏度更低, 此时在酸性环境中, 应用硼氢化物进行处理, 此时这些元素就可以通过化学反应形成氢化物, 状态是气态。此时检测出元素的最低限度可以达到ppb级。利用这种分析法能够让被分析的元素和基体实现分离, 那么在检测过程中所受到的干扰就会下降, 检测的精度相对就会上升。目前已经广泛应用在As、Pb以及Hg等重金属的检测。

  2 土壤样品的处理技术分析

  2.1 电热板湿法消解法

  该处理方法相对容易操作, 使用比较普遍, 同时称样量也相对较大。但是这种方法消化时间长;加入的试剂量比较大, 这些试剂大多是高纯度强酸, 因此在强酸的影响下, 很容易产生更多的杂质, 直接影响到检测结果的精确性;另外在消化过程中也会产生很多酸性气体, 对环境产生破坏效应, 并影响测试人员的身体健康;同时这种开放式的处理模式也会因为空气中的颗粒物会对检测结果产生负面影响。

  2.2 干灰化法

  该方法优势体现在空白值相对较低, 而且杂质相对较少。应用范围广, 几乎可应用所有样品, 不过处理时间相对较长, 另外也会容易产生环境污染和元素损失等问题。

  2.3 微波消解法

  在微波作用下对样品产生加热效果, 样品在吸收微波能量之后, 就能够产生深层的加热, 并能在短时间内实现温度的提升。因此在此种处理模式下, 样品分解速度会上升, 同时溶解速度也会上升。这种土壤处理方式能够有效降低环境污染, 并能降低能耗。而且这种处理技术是将土壤放在密闭空间中, 所以也能够有效规避样品中元素的损失问题, 测试的结果也会相对准确。近年来, 微波消解由于其简捷、快速高效及受基体干扰小而得到广泛应用。但是, 由于微波消解要避免使用高氯酸, 因此, 易引起有机物残留。

  由于土壤类型繁多, 土壤样品的基质可能存在较大的差异, 因此要根据具体情况选择合适的消解方法。质控样的使用, 能很好的帮助实验人员评估所用消解方法是否得当。

  3 原子吸收光谱法在土壤环境监测中的主要应用

  3.1 在重金属污染评价方面的应用

  目前导致土壤重金属污染的主要原因主要包括含重金属的工业废气废渣的无处理排放, 含有重金属废水直接灌溉农田, 应用含有重金属农药等。而随着土壤重金属含量的不断增多, 那么这些重金属元素就会在农作物中开始聚集, 人类一旦大量食用, 必然会对群众的身体健康带来威胁。对此, 可以利用原子吸收光谱法对土壤的重金属含量进行检测, 比如对土壤中的金属镉的检测, 就可以使用二乙基二硫代氨基甲酸钠作为检测的络合剂, 接着使用四氯化碳作为萃取剂, 然后利用硝酸-过氧化氢进行反萃取, 使之转化成水相。接着就能够使用火焰原子吸收光谱法来检测金属镉。另外土壤铝元素的含量则能够通过石墨炉检测法进行检测。

  3.2 在分析重金属元素形态方面的应用

  元素形态主要指的是元素所存在的具体形式, 重金属污染的危害主要是因为三种稳定性差的状态所致, 也就是交换态和碳酸盐结合态以及铁锰氧化物结合态。分析重金属的形态, 相对于含量分析而言, 技术难度更高。运用此光谱法需要应用灵敏度高的方法, 同时能够实现元素的分离。要对土壤中的重金属所存在着的不同形态中的具体含量进行分析, 然后还需要分析不同金属有效态所占的比例, 以及残渣态含量, 通过这种技术就能够检测出土壤中不同重金属的污染物的具体形态特征。然后就可以据此进行针对性的污染治理和修复, 从而提升污染治理和修复的效果。

  参考文献
  [1]史久英, 李晓蓉, 胡梅, 许文艳, 徐美蓉, 焦洁.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) .

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    臧娜.原子吸收方法在土壤检测中的应用研究[J].资源节约与环保,2016(05):186.
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