土壤中重金属的测定方法简述

曲建伟

摘 要 随着工业的快速发展，重金属带来的土壤污染问题日益严重。基于此，针对土壤重金属的来源与危害，对近年来广泛使用的土壤样品前处理和重金属含量测定方法进行了综述。常见的样品处理方法有湿式消解法、干灰化法和微波消解法3种消解方法；常用的重金属含量测定方法主要有：分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法。

关键词 重金属；土壤；危害；测定方法

中图分类号：X53；X833 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）15-0-02

近年来，冶金、建筑、化工等诸多行业的快速发展，导致对资源的需求量日益加大，但随之而来的是污染问题的日益严重。重金属的污染给生产和生活带来的危害已经向人们敲响了警钟。首先，要正确面对重金属污染情况，并积极采取相应的措施加以改善；其次，要建立高效、快速、简单、便于操作的重金属样品前处理方法和分析检测方法，对土壤进行合理和及时地监控，防止污染问题的发生和发展；最后，环境的保护和改善人人有责，从生活中不乱扔废旧电池等一些小事做起，时刻践行保护环境。

1 土壤中重金属的主要危害

随着开采矿产、冶炼加工活动的增加，废水、废气和废渣的大肆排放，导致土壤中铅、铬、镉等一些重金属严重超标，而通过食物链的传递，人类的健康受到了严峻的挑战。研究表明，食用含镉的大米之后，人体会产生多重影响。例如，尿液中镉元素含量的增高；贫血、骨痛病、癌症等疾病的发病率也会升高，对健康造成严重而长久的危害。

2 土壤中重金属的样品前处理方法

目前，常见的样品处理方法主要有干灰化法、湿法消解法和微波消解法3种。下面将详细介绍该3种方法.

2.1 湿法消解法

湿法消解采用具有强氧化性的有机酸，加热破坏样品中有机物，将目标产物无机成分充分释放出来，进而形成较为稳定的无机化合物，以便于下一步进行分析测定。由于湿法消解所需条件简单，便于操作。因此，是制备重金属样品时经常采用的前处理方法[1]。

2.2 干灰化法

与湿法消解法相比，干灰化法是通过高温加热的方式除去样品中的有机物，然后采用酸对其剩余的灰分进行溶解。该方法简单，快速，但该法会造成一些元素的挥发，造成元素回收率降低[2]。

2.3 微波消解法

微波消解法一般是选择酸、碱或者盐溶液作为消解液，在一个封闭容器中将其与一定量的样品溶液充分混合后，采用微波加热，在高温高压的状态下将样品充分消解完全，释放出游离的元素进行分析测定。虽然微波消解法具有消解较为快速和完全，且空白本底影响较小等优点，但因为工作环境为高压状态，有一定的危险性，而且消解样品量相对较小。这就要求相关工作者结合自己的实验实际情况，选择最佳的消解方法，获得较为理想的实验结果。

3 土壤中重金属的测定方法

目前，土壤中重金属的测定方法较多，下面将具体介绍最为常用的五种测定方法。

3.1 分光光度法

分光光度法是依据朗伯比尔定律，在一定的波长下，一定浓度的样品溶液的吸光度值与其含量成正比。由于分光光度计工作原理较为简单，紫外-可见分光光度法由于价格相对便宜，使用方便，操作简单，深入广大企业和科研院所的欢迎。

3.2 原子吸收光谱法

原子吸收是最在最近几十年才创立的分析方法，它主要是利用外层电子与物

质产生作用，由此产生波长在紫外和可见光之间的共振辐射，根据辐射强度与待分析元素含量的关系进行分析测定的分析方法。原子吸收法在重金属检测方面有着多种应用，它主要有分析方法的检出限低、受到的干扰较少、测试时间短、分析结果准确、应用领域广泛等优点[3]。范宝磊[4]等采用该方法测定了茶园土壤中的多种微量元素，其检测限达到0.01 mmol/L。

3.3 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法（AFS）的原理与原子发射光谱（AES）和原子吸收光谱（AAS）相类似，通常是蒸汽状态的基态原子吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态，而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。通过测量样品中待的荧光强度，对样品中的元素进行含量测定的方法，该方法具有检测速度快、方法简单等特点[5]。

3.4 电感耦合等离子体原子发射光谱法

以电感耦合等离子矩作为激发光源的等离子体原子发射光谱法（ICP-AES），凭借其高准确度和高精密度、低检出限，可同时分析测定多种元素等优点，在国内外广泛应用于岩石、矿物及土壤等环境样品中元素的含量测定。曲蛟[5]等采用电感耦合等离子体原子发射光谱法对土壤中重金属的含量进行了测定；同时，对元素不同的形态的进行了分析，取得了较为理想的实验结果。

3.5 电感耦合等离子体质谱法

诞生于20世纪80年代的电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）与ICP-AES相比，不仅可以测定其元素的含量，而且可以提供高准确度的元素分子量。近年来，广泛应用于多种元素的分析测定。该方法不仅可以测定常见的无机元素，而且可以对同位素进行定量分析。由于具有高灵敏度、分析速度快，极大地缩短了测试分析时间，也正是因为这个优点，倍受广大科研工作者青睐。王娜[6]等采用微波消解法前处理与ICP-MS联用，可以实现了土壤中更低浓度的砷元素检测。

4 结语

随着科技的快速发展，在已经发展很成熟的分光光度法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法等重金属含量测定方法的基础上，将努力把土壤重金属检测技术朝着快速化、低成本化、自动化、智能化、综合化以及高普适性的方向发展，最终会形成完备的检测方法[7]，为解决土壤污染问题和保护土壤环境奠定技术基础。

参考文献

[1]刘诗成.土壤中重金属检测样品前处理技术现状分析[J].油气田环境保护，2012，22（4）：61-64.

[2]曹灿. ICP-AES法测定蔬菜和土壤中的As、Cd、Pb、Cr、Zn及污染程度评价的研究[D].长沙：中南大学，2012.

[3]曹发明.XRF分析技术在土壤重金属检测中的应用研究[D].成都：成都理工大学，2014.

[4] 范宝磊，张健，吴仲珍.原子吸收和原子荧光光谱法测定茶园土壤中的微量元素[J].分子科学学报，2010，26（1）：62-65.

[5]曲蛟，袁星，丛俏，等.ICP-AES测定邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠作用下土壤中重金属全量及形态分析[J].光谱学与光谱分析，2008，28（11）：2674-2678.

[6]王娜，齐剑英，李祥平.电感耦合等离子体质谱法测定土壤中砷的含量[J].2010，39（1）：100-104.

[7]周宝宣，袁琦.土壤重金属检测技术研究现状及发展趋势[J].应用化工，2015，44（1）：131-138，145.

（责任编辑：刘昀）