土壤重金属检测方法的应用及发展趋势的探究

作者:未知

  摘要:随着现在科学技术不断发展,土壤重金属检测由传统单一检测法向着多种检测方法联用发展,同时使用检测仪器也在向着智能化和自动化发展。为了更好运用检测方法和仪器,需要对检测方法研究,根据被检测元素需要合理使用检测技术。本文在阐述时主要是对土壤重金属检测方法分析,研究重金属元素检测发展趋势。
  关键词:土壤;重金属;检测方法
  中图分类号:X833 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2019)06-0-01
  DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.140
  Abstract:With the development of science and technology, the detection of heavy metal in soil is developed by a traditional single detection method in combination with a variety of detection methods, and the use of the detection instrument is also in the direction of intelligence and automation. In ord to better use that detection method and the instrument, it is necessary to study the detection method, and the detection technique can be reasonably use according to the detected element. In this paper, the method of heavy metal detection in soil was analyzed, and the development trend of heavy metal element was studied.
  Key words:Soil;Heavy metals;Determination method
  1 土壤重金属检测方法的应用
  1.1 原子荧光光谱法
  使用这种方法来检测土壤重金属主要原理是:原子在辐射能量激发下发射光谱分析法,主要利用激发光源发射光照射一定浓度待测元素的原子蒸汽,这种情况下会发生原子荧光,在一般的条件下,荧光强度与被测溶液中待测元素浓度关系需遵循Lambeer-Beer定律,使用荧光强弱度可以有效测出土壤中的元素。
  采用原子荧光光谱法检测土壤重金属时,可以使用两种分析方法,一种是原子发射分析法,另一种是原子吸收法。原子荧光光谱法主要特点是灵敏度高,谱线简单。在现在已知的元素中,有20种元素可以使用本方法检测出来;当检测物浓度低时,校准曲线范围可以在3到5数量级,如果是用激光作为激发光源时效果更加。但是该方法也有着一定缺陷,主要是会出现散光干扰问题,还会出现荧光淬灭效应。原子荧光光谱法主要使用在重金属元素的检测上,但是应用范围非常广泛,医药学、矿物质、环境科学等方面均可使用。而且使用原子荧光光谱法检测土壤重金属,有着高效准确的特点,检测周期一般会在2个小时左右,操作简单、抗干扰能力强、精密度好。
  1.2 原子吸收光谱法
  原子吸收光谱法是基于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辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析,测定的范围是特定气态原子对光辐射的吸收[1]。采用基本原理是在空心阴极灯中发射特定波长的射光,这种射光在通过需要检测的元素原子蒸汽时,有一部分光会被吸收,再穿透的光线使用检测仪器检测被吸收的程度,也就是吸光度,根据元素对光的吸收多少可以判断出该元素浓度情况。原子吸收光谱法在农业检测上运用非常广泛[2]。主要使用在农业环境评价分析、农业水质分析、土壤成分分析、土壤背景值调查,肥料和植物微量元素分析中也可以使用。这种方法主要有着这些方面优点:开展农业检测时能够呈现高精密度且抗干扰能力强,同时使用范围广泛、灵敏度高,最为明显的一个优点是选择性强。但是使用原子吸收光谱法也有着很多缺点,比如在对多元素测定时有一定的困难,而且在非金属元素检测及复杂样品分析时有困难。
  1.3 电感耦合等离子体发射光谱
  使用这种检测方法主要是根据需要检测元素离子和原子在特定的光源情况下会出现特征辐射,使用仪器对特征辐射强弱度进行分析,以此来对元素定量分析和定性分析。这种方法在农业检测中,主要是用于土壤微量元素检测分析和环境水样微量元素检测分析。使用电感耦合等离子体发射光谱法在微量元素检测中,主要有着分析速度快、检测时间短、操作简便等优点。使用电感耦合等离子体发射光谱检测动态线性范围宽,通常情况下是在5到6个数量级,因此,既可以使用在低量元素分析,也可以使用在高含量元素分析。可以实现对多种元素同时进行定量分析元素和定性分析。电感耦合等离子体发射光谱法还可以检测一些非金属元素,有着高分析效率、低背景干扰的特点,而且准确性也非常高。
  2 重金属检测发展趋势
  随着科学技术不断发展,重金属元素检测方面也获得了快速发展,但是在实际使用这些检测技术时,还有一些不足之处,有的技术还有提升空间。
  2.1 检测仪器智能化
  重金属检测需要使用检测仪器,而且这些仪器在重金屬检测时发挥着重要作用。随着科学技术不断发展,对于仪器性能也提出更高要求,现代重金属检测不仅要求速度和精度,同时要求操作简单性,这样可以减少检测成本。在未来仪器发展趋势是向着操作简单化、智能化和自动化发展,这些设备使用对操作人员要求将会降低。现在对于土壤检测中前期处理设备研发上,我国还处在空白阶段,为了促进检测更好发展,急需对样品前期处理自动化或者是半自动化设备研究。对于检测仪器发展智能化方面,这是仪器发展必然之路。一些智能化光线检测仪器,由于使用费用高昂,很大程度上限制了推广范围,因此在以后的研究中,主要是如何降低仪器使用成本,使其能够更加有效使用在土壤重金属检测中。
  2.2 检测结果精准化
  土壤重金属检测中,从光学仪器使用到各种检测方法联用,检测结果出限情况是逐渐降低,检测精度也获得较大提升,而且可以检测的范围更广泛,很多的检测工作者喜欢使用多种检测方法联用来实现检测。
  纵观土壤重金属检测发展史,在20世纪50年代仪器仪表获得了突破性发展;到20世纪60年代,检测技术获得很大程度提高,同时计算机技术使用在检测中; 20世纪90年网络技术兴起,一直发展到现在微电子技术、计算机技术以及人工神经网络的使用。新技术的使用使检测技术有了巨大进步,这些检测技术从传统检测精度mn/L到现在的检测精度ng/L,实现了质的跨域。特别是在现在检测技术中使用传感器科技,这种技术应用使重金属检测实现了生物学分析和电化学分析。在各种复杂环境和高敏度环境中都需要使用到传感器技术,因此该技术为重金属检测结果精度奠定了基础。
  当前的研究热点集中在对高光谱遥感探测等方面研究,并且具有一定的创新性和理论基础,但是这些技术还处在研究实验阶段,因此对于这些技术推广,还需要继续研究和验证。
  参考文献
  [1]李春琦.土壤重金属检测方法的应用及发展趋势研究[J].化工管理,2018(28):84-85.
  [2]辛思洁,林金石.土壤重金属检测方法应用现状及发展趋势[J].福建分析测试,2018,27(03):32-37.
  收稿日期:2019-04-12
  作者简介:斯佳彬(1990-),男,汉族,本科,助理工程师,研究方向为环境检测、环境保护。
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