冶炼厂周边表层土壤重金属含量测定方法

时间：2024-09-03

廖天录

（甘肃工业职业技术学院，甘肃天水 741025）

“民以食为天，食以土为本”，土壤是人类最基本的生产生活的物质基础，为人类提供大量的必需食物和原料。但是，随着社会的飞速发展和近代工业的发展，使得地球环境发生了巨大的变化，大量的重金属污染物排入环境中，进而出现了生态破坏和大气质量下降的一系列问题。其中，重金属造成的土壤污染尤为严重。土壤中的重金属含量一旦超标，土壤遭到污染不仅影响土壤本身，还会通过土壤中的作物将重金属转移到人体中，危害人类的健康。而土壤重金属污染危害更大。

重金属污染物降解难度大，具有累积性和富集性等特点，一旦进入生物体内，就很难排除，土壤重金属污染因而也被比作“化学定时炸弹”。冶炼厂由于其特殊的重金属作业，其周边土壤重金属污染更是严重。基于此，以冶炼厂周边的表层土壤为目标，采用科学合理的方法对其重金属含量进行测定，旨在为改善土壤污染问题提供一些方法上的借鉴。

1 冶炼厂周边表层土壤重金属含量测定方法

在对土壤资源的监测和管理工作中，对土壤中的重金属含量进行测定是极为重要的一项工作。但是根据重金属的特点，土壤重金属含量的测定主要是消解和测定两个环节。消解是对采集到的测量对象—土壤样品进行测定前的处理[1]。测定则是对处理后的样品进行测量和评定。在消解和测定的环节，则可以根据实际情况采取不同的方法。接下来我们针对这两个环节，对冶炼厂周边的表层土壤中的重金属含量进行测定时采用的方法进行分析研究。

1.1 土壤样品消解

进行土壤样品的消解最常用且最实用的方法是微波消解方法。微波消解方法主要是通过土壤样品和混合酸进行充分的混匀和搅拌，然后构成发热体，由内部逐渐加热消解。具体的消解过程是首先称取少量的土壤样品，将其放入聚四氟乙烯消解管内。然后加入定量的混合酸，均匀摇晃。再将装有样品的消解管放入高压消解罐中，然后把罐盖拧上放入微波消解仪内进行消解[2]。微波消解方法操作简易快速，而且微波消解具有较高的热效率，可以让土样和混合酸实现充分的混匀和搅拌。

此外，对土壤样品进行消解，还有高压釜密闭消解法和碱熔消解法。高压釜密闭消解方法主要是用水将土壤样品润湿，然后掺入定量的混合酸，摇匀后将其置放于聚四氟乙烯坩埚当中并严格密封，在抗压的不锈钢套管中实现加热消解。碱溶消解法则主要是通过将碱性物质和土壤进行混合，在高温的条件下进行熔融。

1.2 土壤重金属含量的测定

在进行了土壤样品的消解处理之后，测定土壤重金属含量最常采用的方法是火焰原子吸收光谱方法。

这种方法一方面能够准确测定重金属含量，另一方面能够实现测定结果不确定度的分析，从而满足冶炼厂周边表层土壤重金属含量测定的要求。在采用这种方法时，具体的测定条件如表1所示。

表1 火焰原子吸收光谱法工作条件

在完成上述工作后，将消解过后的土壤样品进行加热再冷却。等其冷却取出加入指定剂量的高氯酸，再将其置放于控温电加热器上赶酸。当样品成为可滚动珠状的溶液状态时，便可以将样品放入容量瓶内随后通过硝酸溶液进行定容和测定。

这种测定方法主要是利用外层电子能够对原子共振辐射线进行吸收，通过吸收强度的不同来测定土壤样品中重金属的含量。火焰原子吸收光谱法能够在最大程度上避免外界干扰，保证测定结果的科学准确，并且这种方法测定耗时短、方便操作。

此外，土壤重金属含量的测定方法还有原子荧光法、电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法等。原子荧光法是以氩气为载体气和屏蔽气，然后加入硼氢化钾、氯化亚锡进而与土壤样品发生作用产生气体，最后通过加热或点燃气体来测定重金属含量。电感耦合等离子体发射光谱法是在将土壤样品转化为溶液后以电感耦合等离子矩作为发光源进行测定的方法。电感耦合等离子体质谱法则是利用带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按照重金属的原子、分子又或是分子碎片的质量差异进行分离，再引用内标元素进行校正排除测定的干扰因素，从而实现对检测物质含量的测定。这种方法不但可以实现表层土壤中的重金属元素含量的有效测定，也能够为我们提供准确度极高的重金属元素分子量，具有测定耗时短、测定要求低、测定结果准确度高的优点。