关于土壤环境监测中原子吸收光谱法的应用分析

2022-01-01 10:50广东省连州市环境监测站卢业华
区域治理 2021年35期
关键词:吸收光谱原子环境监测

广东省连州市环境监测站 卢业华

一、原子吸收光谱法内涵

(一)含义

原子吸收光谱法又被称为原子分光光度法,属于新型仪器分析方法,主要是以待测元素为主,通过基态原子蒸汽对其特征谱线的吸收,并以特征谱线削弱程度实行定性分析的方法。这种方法的运行原理为,气态原子具有吸纳光辐射的作用,在此作用下能够实现原子中外层电子形态发生变化。通过对样品中原子蒸汽的检测,确定辐射吸收范围,此后对待测元素波长予以评估分析,判定元素含量,这种方法在土壤监测中应用十分广泛。

(二)类型

原子吸收光谱法技术类型众多,本文主要选择了常用方法,具体包括以下类型:其一,火焰法。这种方法应用较为普及,而且操作较为便利,对设备没有较高要求,抗性较强。其现存不足主要表现为,在针对耐高温元素检测时,难以实现元素的有效分析,此外,这种检测对环境有一定的要求,若环境不符也无法达到预期目的。其二,石墨炉法。这种检测对元素浓度没有较高要求,通常情况下检测元素浓度可以比火焰法检测低2个数量级别左右,同时这种检测速度缓慢,通常以单个元素检测为主,无法普及应用,所以,这种技术应用范围有限。其三,氢化物法。这种方法在特殊元素检测中发挥着重要作用,该方法的优势在于灵敏度高,具备自动化检测功能,在砷、苯等元素检测方面效果显著。

二、土壤环境监测中原子吸收光谱法的特点

正电荷、负电荷、原子核是原子的主要构成因素,核外电子主要遵循量子轨道予以运行,且电子能级高低与电子与原子核远近距离相关,越近能级越低,相反则越高。电子能级会随着外界能量的增加而提升,当其处于高能级时就会形成激发状态,电子在这个阶段并不稳定,并会快速返回基态并以光辐射方式将能量释放出来,光谱决定着跃迁水平。

(一)具有较强选择性

这种方法具有较强的吸收作用,能够实现土壤元素的快速检测,而且具有自动化操作特征,检测效率相对较高。同时具有全面分析特征,能够实现土壤的综合分析,并体现光谱特征,此外,在辐射分离等问题发生时,这种方法的表现能力尤为突出,且在检测中不易受其他因素干扰,具有较强的选择性。

(二)检测范围广泛

原子吸收光谱法检测方法类型众多,针对不同元素可以选择不同的方法,且效果较为显著。在具体检测过程中,能够将土壤中元素进行分离,并实现多种元素的有效评估,包括微量元素、金属元素、类元素等,而且检测区域范围广泛,所发挥的作用较为显著。

(三)检测灵敏度高

灵敏度高也是原子吸收光谱法的显著特征,尤其在常规检测时,这种方法不仅能够检测出普通元素的级别,而且能够对高级别元素予以检测,且效果较好。同时,通过这种技术能够对相应元素范围予以确认,由此可见,这种方法灵敏度是非常高的,这为检测效率的提升奠定了基础,也确保了检测的最终效果。

三、土壤环境监测中原子吸收光谱法的具体应用

(一)在样品测量当中的应用

首先,土壤环境监测前需要取样,对样品进行处理,随后才能进行正式的样品检测。在样品检测前的处理过程中,主要运用熔融、消化等方式对土壤样品中的矿物质予以破坏,且运用溶液方式实现待测元素的转移。在检测过程中一般运用碱溶系统、酸溶系统予以处理,其中碱溶系统主要以氢氧化钠法、碳酸钾法等为主,酸溶系统在应用中主要以高氯酸、氢氟酸等为主。在土壤环境监测中,使用频率比较高的系统为酸溶系统。

其次,在土壤环境监测中对土壤提取液进行分析时,部分元素是能够快速检测出来的,比如钙、钾、镁等元素,在测试当中运用乙炔火焰就能够予以测量。对于锌、铁等元素,在检测过程中就需要运用浸提剂对这些元素的酸碱值予以分析,并获取金属元素,在此基础上运用乙炔火焰方法进行检测。

(二)在干扰处理当中的应用

土壤环境监测中容易受诸多因素的干扰,同样,在原子吸收光谱法应用中也存在这种问题,这种情况下,为了确保检测的精准性,就需要做好干扰因素的处理,规避干扰因素的影响。土壤监测常用的干扰方式主要包括以下类型:其一,光谱干扰,土壤环境监测中光谱所产生的干扰是较大的,而且在检测当中较为常见,若在检测过程中,待测元素与共存元素在光谱吸收当中非常相似,那么就会对检测结果产生影响,需要重新进行样品检测。其二,电离干扰。此种干扰主要针对的是碱土金属、碱金属两者在发生电离后,土壤中离子的波长辐射吸收作用就会有所发挥,这种情况下监测盲区就会出现,并影响监测结果。针对这种情况,可以运用火焰法进行土壤环境监测,在火焰选择时要以低温火焰为主,真正提高检测效果。其三,物力干扰。因标准溶液、试液溶液的差异性,在土壤监测过程中不同方式所产生的检测结果会存在差异,例如,在运用焰原子法时,溶液黏度不同雾化效率就会存在差异,从而导致监测结果的差异性,所以,可以通过两种溶液的融合降低不利影响,提高检测效率。

(三)在污染元素评估当中的应用

土壤环境监测是为了更好地掌握土壤污染情况,制定土壤治理措施,更好地满足人们的生产、生活需求,降低污染土壤对人类社会所产生的不利影响。污染土壤元素的评估效率关系着土壤治理的成效,因此,必须要提高土壤监测效率。源自吸收光谱法具有自身显著特征,在污染元素分析当中的作用比较突出,在分析过程中可以在数据参考的基础上,掌握土壤污染现状、所含污染元素类型及数量,并根据分析评估结果确定治理方案。当然,土壤污染受诸多因素影响,处理过程中需要多元主体共同参与其中,通过各种资源的优化配置,实现土壤污染问题的有效处理。所以,在检测过程中还需要做好结构分析,只有充分掌握污染元素类型,才能查出问题成因,并制定应对策略,提高风险评估效率。

四、提升土壤环境监测中原子吸收光谱法应用效率的优化策略

土壤环境监测受主观因素、客观因素的影响,任何一个环节操作不当都会影响最终的监测效果,而监测结果又会影响我国土壤环境治理,关系着国家土壤利用效率和粮食安全,所以,必须不断提升土壤环境监测水平。

(一)构建高素质土壤环境监测团队

土壤环境监测离不开高素质人才,必须要注重人才培养,构建高素质的土壤环境监测团队。首先,随着生态环境、美丽中国、人居环境改善等战略的实施,我国加大了环境方面的投入力度,各种环境监测类企业出现,环境监测人才也备受重视。在土壤环境监测中,原子吸收光谱法的应用离不开高素质人才,所以,必须要强化人才培养,提升人才素质。作为企业必须吸纳和培育这方面的人才,以满足企业自身发展需求;其次,国家要注重环境监测人才的培育,将环境监测技术应用与高校环境专业相衔接,为环境行业发展提供高素质人才。再次,提高行业规范,明确监测流程和准则,降低人员监测当中的主观失误,确保监测质量。

(二)加强原子吸收光谱法的投入力度

土壤环境监测中原子吸收光谱法虽然具有一定的优势,但也存在不足和缺陷,对此,必须加大投入力度,不断完善原子吸收光谱法,更好地发挥其在土壤环境监测中的价值。

首先,土壤是立国之本,更是我国粮食安全的基本保障,在美丽中国构建中,只有优良的土壤才能营造良好的环境,若土壤受到破坏,人类居住的环境、周边植被均会受到影响。土壤安全是国家土地资源利用的基础保障,作为国家必须要强化管理,加大土壤治理力度。因此,国家要通过财政、税收、政策等途径加强土壤环境监测方面的投入力度,尤其要加大原子吸收光谱法方面的人力、资金、技术等投入力度,通过该方法的优化提升土壤环境监测水平。

其次,市场经济发展中,企业作为重要的参与主体,要在获取自身利益的同时,积极履行自己的社会责任。特别是环境监测类企业,其监测水平、效率、质量影响着环境行业的发展,因此,企业必须不断引进先进理念、技术,提升土壤环境监测效率和治理措施,为我国生态环境建设作出应有的贡献。一方面,企业要加大原子吸收光谱法的投入力度,每年拿出部分资金用于该方法的优化,不断规避漏洞,提高检测质量。

另一方面,企业要树立绿色发展理念,在土壤利用过程中,注重土壤的开发与保护,降低土壤污染,提高土壤利用效率,从源头根除土壤污染问题。在激烈的市场竞争中,企业只有不断加大技术投入力度,创新发展,才能在市场中站稳脚步,实现自身的可持续发展。

五、结语

土壤环境监测中,原子吸收光谱法发挥着显著作用,能够为土壤治理提供数据支撑。当然,这种方法在实践当中还存在一些不足和缺陷,必须要加强这方面的投入,通过人才培养、技术创新实现该方法的优化,以此实现土壤监测效率的全面提升,为国家环境治理提供坚实保障。

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