关于土壤重金属光谱检测方法的探析

陈元 陈静 花星 杨莉 刘烨

中建安装集团有限公司 江苏南京 210000

按照大量研究报道显示，种植物质量安全与土壤环境的关联性比较大。重金属在进入土壤后，可以通过根系吸收土壤种植物，从而导致重金属积累，植物也可能通过叶片气孔吸收空气中的重金属。由于当前在种植地区大量应用在植物促生长素、肥料和农药，相应加剧了土壤污染，从而导致土壤重金属含量超标，对土壤植物系统造成影响，进一步降低植物品质。人类在食用重金属污染食物后，一般是无法通过代谢系统排出体外，从而对人体健康安全造成威胁影响。因此，为了有效处理该项问题，必须注重检测和分析土壤中重金属，并且对比现有重金属光谱检测技术，从而选择出最佳技术。

1 原子荧光光谱法

此种检测方法是基于原子辐射能量分析的分析方法，通过激发光源发出的光，照射在待测元素上，促使其产生原子荧光。在此种条件下，荧光强度与待测金属元素的浓度关系遵循朗伯—比尔定律，在对荧光强度进行检测后，能够计算出待测样品中不同元素的含量。通过应用原子荧光光谱法能够发挥出原子发射和原子吸收作用，并且可以明显补充技术应用的不足。此种检测方法具备较高的灵敏度，能够应用到二十多种元素检测中。此外，该技术的检测谱线比较简单，且低浓度校准曲线线性范围高达4个数量级，应用激光作为光源时能够明显提升检出效果[1]。

2 原子吸收光谱法

在农业土壤检测中，应用原子吸收光谱法能够分析重金属元素，还能够分析和评价农业环境、土壤背景值、重金属污染以及水质问题。该项技术的应用优势在于具备较高的选择性和精密度、较强的抗干扰能力和灵敏度。但是在实际应用期间，也会发现该项技术的不足与弊端问题。原子吸收光谱法在同时测定多元素时存在难度，且无法检测难熔元素和非金属元素，严重干扰复杂样品的分析结构，降低石墨炉原子吸收分析的重现性。

3 电感耦合等离子发射光谱法

此种检测技术是按照待测元素的离子和原子，通过光源激发产生特性辐射，通过对该特性辐射强度进行判断，能够定量定性分析各元素在土壤样品与环境水样中的含量。应用原子吸收光谱法能够简化操作步骤、加快分析速度，且检出限比较低。此外，该项技术的动态线性范围的检测宽度比较大，可达到5个数量级，能够同时检测和分析低含量元素和高含量元素，与石墨炉原子吸收光谱仪检出水平接近。原子吸收光谱法能够定性、定量分析重金属元素，明显提升检测分析效率，且背景值干扰比较低，基体效应小，具备较高的精密度和信噪比，检测结果的准确性比较高[2]。

4 激光诱导击穿光谱法

该项技术属于激光烧灼光谱分析技术，检测应用原理如下：激光利用汇聚透镜汇集，高功率密度能够确保待测物质表面电离气化，形成高能、高温等离子体，光学系统可以收集等离子体所辐射的离子光谱和原子光谱，之后利用输入光纤与光谱仪入射线进行耦合，利用数据采集控制器可以将光谱数据传输到计算机系统中。通过分析该光谱就能够对待测物质的浓度和成分进行计算。离子光谱、原子光谱波长与特定元素对应，且光谱信号强度与对应元素存在定量关系。所以应用该项技术可以对化学元素进行快速分析。激光诱导击穿光谱法能够在现场进行检测分析，不需要对样品进行预处理，便于检测分析，且不会受到待测物品的影响。然而在应用该项技术时，所使用的检测仪器成本比较高，且会受到激光脉冲能量起伏性影响，样品特性会干扰测量稳定性。提示样品特性会对检测分析结果的准确性造成影响。通过激光诱导击穿光谱法检测和研究土壤重金属时，应用光学反馈作为光源，以此降低脉冲能量波动。在数据处理过程中，能够利用激光能量起伏校正技术，消除激光器能量起伏所致影响问题。选择适宜的采样延迟时间，能够加大信号谱的信噪比，合理选择激光脉冲峰值，能够降低谱线饱和情况，以免出现自吸收效应。同时还能够检测多种重金属元素。在分析样品表面与激光聚焦点距离、信号谱线信噪比关系时，能够最大限度提升系统信噪比。通过上述措施能够有效消除不良影响，还能够同时测量土壤当中的汞、铜、锌、镍、镉、铅等重金属元素。

5 X射线荧光光谱法

该项技术是通过样品对于X射线的吸收，对样品中不同成分进行分析的方法。光谱仪结构组成包含谱仪控制、光源、探测器、色散以及数据处理等。在实际分析处理过程中，该项技术与发射光谱法、等离子体谱法的分析结果存在差异性，且X射线荧光光谱法在检出准确性、回收率、精密度以及检出限等方面能够满足相关要求。将X射线荧光光谱法应用到土壤重金属检测中，可以简化操作步骤，并且不会污染和破坏样品，检测速度比较快，且具备良好的再现性和稳定性。通过此种技术能够快速检测和评价土壤重金属和污染情况，能够满足土壤环境污染所需定量排查以及快速定性的要求[3]。

6 结语

综上所述，随着现代检测技术的发展，相应提升了土壤重金属检测水平，能够确保样品检测结果的准确性，还能够简化土壤重金属检测的操作步骤。当前也出现了新型检测技术，尽管还处于实验室应用研究阶段，相信在不久的将来，该项技术能够推广应用到土壤重金属检测中，能够获得显著的成效。