土壤中重金属元素的测试方法研究

陆守平

摘 要：近些年来，由于人们的生活污水排放、污染灌溉、大气沉降、采矿冶炼、农药和化肥大量使用等原因，使得土壤污染尤其是重金属污染问题日益严重，有的甚至影响到人们的日常生活。因此，土壤重金属污染问题越来越受到人们的关注，也成为生态环境和土壤科学家们研究的热点。就此，笔者就土壤中重金属污染做一个分析并研究其测试方法。

关键词：土壤；重金属元素；测试；研究

中图分类号：X53 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180133210

在化学世界里，重金属元素并没有严格的分界线，大多是指相对密度≥5.0的金属元素，包括Fe、Zn、Cd、Hg、Ni等多种元素。而且土壤里的重金属是不能被土壤微生物分解，很容易积累，再成千百倍富集的，通过食物链作用放大，危害人类的健康。对此问题，许多环境、土壤科学家致力于研究如何测试土壤中重金属元素，希望能找到土壤重金属污染问题的解决办法。

1 土壤中重金属的污染

在自然界元素分布里，重金属的浓度都是自然浓度，含量低，对人们的生活并不会造成什么影响。但是近年来，由于人们对重金属元素的开采、冶炼、加工及商业行为越来越多，让很多重金属比如汞、铅等有机会进入大气、水、土壤中，而大气、水、土壤与人们的生活环境息息相关，因此，人们的生活环境受到严重影响。重金属一般都是以各种化学状态或化学形态存在，当它们通过大气、水、土壤进入生态环境后，由于生态物质元素的循环，时间长了就会在生态环境里堆积、存留和移动，对环境造成一定的危害。比较常见的就是工业废水里面的重金属，随着废水的排出，重金属可以积累在藻类或底泥中，有些甚至可以吸附在鱼和贝壳的体表，通过食物链而浓缩，从而对人体造成一定的影响。

2 探究土壤中重金属元素的检测方法

2.1 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法又称为原子吸收分光光度分析法。它是在气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振幅射线的吸收强度基础之上，来检测被测元素含量的分析方法。它的基本原理是当1束从空心阴极灯或者光源中发出的特定波长的入射光通過原子化器时，待测物将会通过原子蒸汽，从而使得部分入射光被吸收，而其他透过的入射光在经过分光系统和检测系统时，可以很容易检测出入射光的吸光度。在化学原理上，因为吸光度与被检测元素的原子浓度呈线性关系，因此就可以检测出待测物中某种元素的含量了。

原子吸收光谱法看似简单，但实际操作还是比较复杂的。如果要检测多种重金属元素时，无法排除其他元素的干扰，并且无法测定非金属及难熔元素。当然，采用原子吸收光谱法检测土壤中金属元素含量还是有一定的优势之处：精密度高，分析范围广泛，有较强的选择性。原子吸收光谱法在农业上也有着广泛的应用，比如在土壤、肥料及植物中的中微量元素的分析、水的质量的分析、土壤中重金属污染情况分析、土壤调查及农业环境评价分析等方面。

2.2 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法主要是依据原子的辐射，从而对检测物中元素的含量进行分析的发射光谱分析法。由于在一定条件下，荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循一定的定律，只要测试出荧光的光强度就可以求出待测物中某种元素的含量。而人们只需要利用特定的激发光源发出的特征发射光，再照射一定浓度的待测元素的原子蒸汽上得到原子荧光。原子荧光光谱法包含原子吸收和原子发射2种分析方法，并且克服了这2种方法在某些地方的缺陷。

目前有关研究报告显示，使用原子荧光光谱法检测重金属元素，约有20多种重金属元素的检测准确度要优于原子吸收光谱法。这说明原子荧光光谱法是有很高灵敏度的，特别是用激光做激发光源的时候更合适。当然它也有缺点，在检测过程中会受到散射光的干扰，存在荧光淬灭效应。在环境科学、高纯物质、矿物、水质监控、生物制品和医学分析等方面金属元素的检测中，应用广泛。

2.3 电感耦合等离子体发射光谱法

电感耦合等离子体发射光谱是一种利用被测元素的原子或离子，使其在光源中被激发从而得到检测元素的特征辐射，通过判断这种特征辐射的存在及其强度，再对各元素进行定性和定量分析。此种方法优势可以分析一些非金属元素，也不易受到干扰，准确度高，特点是：在对元素分析过程中可以进行定性、定量分析，所以它的分析速度较快。主要用于检测非金属元素。

3 结语

本文笔者只总结了3种土壤重金属元素的测试方法，当然，随着现代新的科学技术发展，其检测方法肯定不止这3种，相信在科学家的努力下，未来不仅会有更多重金属元素的测试方法，还会研究出更多解决土壤中重金属污染问题的办法。地球是人们共同的家，每个人都有责任去珍惜和保护。社会在进步发展，要保证环境不再受污染尤其是土壤重金属污染，还需要人类团结一心，持续努力，共同建设美丽的家园。

参考文献

[1]荆旭慧，李恋卿，潘跟兴.不同环境下土壤作物系统中重金属元素迁移分配特点[J].生态环境，2013，16（3）：812-813.

[2]韩小元.X射线荧光光谱法表征薄膜进展[J].光谱学与光谱分析，2016，26（1）：159.