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原子吸收法在土壤中重金属检测中的运用分析与研究

发布时间:2022-06-01 点此:58次

       为了研究原子吸收法在土壤检测中的运用,本文以原子吸收法为研究对象,探究原子吸收法的类型及其在土壤检测中的运用。 在实际的土壤检测中,常见的原子吸收法包括石墨炉法、火焰原子吸收光谱法、氢化物法等。 在土壤检测中,该技术能够定性、定量分析重金属元素,评价重金属污染,对农业生产和生态环境建设均有显著意义。

  1 引言

  在土壤检测中,原子吸收法是极为重要的技术。随着这项技术的不断发展,其在土壤检测内的应用范围不断扩大。目前原子吸收法主要应用在土壤重金属检测中,包括土壤重金属污染评价、重金属元素形态 2 个方面。提出针对性的治理与修复意见,有助于保障污染治理效果与修复效果。

  2 原子吸收法类型

  原子吸收法源于 20 世纪 50 年代,是一项逐步发展的仪器分析技术。近几年,就原子吸收法的研究较多,在实际的土壤检测中,包含了很多的检测技术,各类检测技术的应用优势与范围不一样,要结合实际情况选用。常见的原子吸收法包括:石墨炉法、火焰原子吸收光谱法、氢化物法。

  2.1 火焰原子吸收光谱法

  火焰原子吸收光谱法是目前应用最多、范围最广的检测方法,主要应用于原子化检测,但测试灵敏度有限。这类检测方式主要用于检测土壤环境,具备易控制、标准化与便捷性的特点。 当前,针对这一检测法的研究比较深入,实践能力较强,应用优势较大。 但在实际应用中,这一检测技术还存在一定的问题,就一些耐温性较高的元素,只可分离表皮部分,很难进行深层次的分析与探析,会影响检测结果的精准性。

  2.2 石墨炉原子吸收光谱法

  这类检测方法需要借助针对性的原子仪器,先加热电流,分析元素原子化。这一检测技术集中进行限度检测、浓度分析。 与火焰原子相比,可减少吸收的数量级。 通过分析测定质量,与火焰吸收对比,可增加吸收的数量级。通过分析测定速度,发现该技术测定速度缓慢,只可测定单一元素。

  2.3 氢化物法

  这类检测方法,主要检测土壤内的重金属,实际检测灵敏度较高,能够自动检测。 对于一些特定元素,如砷、硒、铋、汞等元素,测定期间不会受到其他元素的影响。 该检测方法的应用范围较广,且价值比较显著。

  3 原子吸收法在土壤监测中的应用

  在土壤检测的应用中,原子吸收法可实现重金属形态分析,评价重金属污染。

  3.1 原子吸收法优势

  原子吸收法在土壤环境检测内的应用, 有较大的优势,包括:( 1 )选择性较强,不会被谱线所干扰,谱线之间不易重叠。 ( 2 )原子吸收法的分析范围较广,可检测出低含量素、主含量元素,还可测定非金属元素、有机物。 ( 3 )检测技术的灵敏度较高,可测定数量级的浓度及其范围,以此保障检测数据的精准性。

  3.2 土壤内铅的消解与测定

  土壤内的重金属污染严重,铅属于常见的重金属元素,这类元素对土壤的污染较大,借助石墨炉原子吸收法可测定土壤内的铅含量。石墨炉原子吸收光谱法进样是将消解完全的样品自动加入石墨管中,再在石墨管中原子化,消解后对比赶酸不完全、赶酸不彻底的情况。将 0.50 g 左右的土壤放入特氟龙消解罐中,缓慢加入 5.0 mL 硝酸, 2.0 mL 氢氟酸,同步开展空白试验,摇晃均匀后,在微波消解仪内进行消解,消解步骤详见表 1 。

表 1 土壤内铅消解步骤

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  消解之后,再进行冷却,并在其中加入 1.0 mL高氯酸,实施赶酸后定容至 50.0 mL ,结果详见表2-表3 。

表 2 检测土壤消解后赶酸不彻底铅测定结果

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表 3 检测土壤消解后赶酸彻底铅测定结果

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  标准土壤 GSS-13 规定标准为( 21.5±1.5 ) mg/kg 。通过分析上述的试验结果可知,若在试验阶段,赶酸不彻底,会影响检测过程,使得土壤内的铅含量数值偏高。本试验表明,最终数值平均值为 24.5 mg/kg 。若赶酸彻底,样品内的铅测定值为 21.2 mg/kg ,可消除其他元素对铅的干扰及影响,以此保障试验数据的精准性。

  3.3 重金属形态分析

  元素形态指的是,将某一元素内的不同同位素组合,将不同电子组态组合、不同电子价态组合,形成不同的结构形式,以不同的特性存在。土壤与其沉积物内,重金属本身的形态差异较大,常见的形态多为结合态,如有机结合态、铁锰氧化物结合态、交换态、碳酸盐结合态等。 重金属元素的形态直接决定其稳定性,土壤内的重金属会污染土壤环境,大部分重金属本身的形态及结构不稳定。目前,元素的形态与结构分析是核心研究方向。

  为研究河岸重金属形态的分布情况,分析河岸土壤的重金属生态风险,本文采集了河岸 13 份土壤样品进行测定与分析,研究其金属形态。最终结果表明,该河岸土壤污染严重,判定为重金属污染。 在检测到的 7 种重金属中,砷、镉、锌和铜为重污染,砷多为残渣形态存在,且占据较大的比例。锌同样也是以残渣出现,主要与铁锰化合物结合形态为主,铜形态多样。

  初步研究结果判定,在河岸重金属污染治理、重金属污染修复中,砷与镉为重点控制对象。通过实施重金属形态分析,掌握相关形态,可深入分析检测地的重金属情况。与单一的元素总量相比,重金属形态检测的难度系数较大。

  4 讨论

  在实际土壤环境检测中, 原子吸收法应用较多,常见的包括氧化物、火焰原子吸收光谱法等。在应用中,可定量定性分析重金属,以此评价重金属污染,促进农业生产与生态环境的改善。


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