前言
土壤重金屬污染是指由鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、砷(As)、鋅(Zn)等重金屬或其化合物造成的土壤環(huán)境污染。主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬超標(biāo)制品等人為因素所致。因人類活動(dòng)導(dǎo)致土壤環(huán)境中的重金屬含量增加,超出正常范圍,直接危害人體健康,并導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化。如何檢測土壤中的重金屬元素呢?美析儀器提供AA-1800系列原子吸收分光光度計(jì)來解決。
鉛(Pb)污染是可在人體和動(dòng)物組織中積蓄的有毒金屬。主要來源于各種油漆、涂料、蓄電池、冶煉、五金、機(jī)械、電鍍、化妝品、染發(fā)劑、釉彩碗碟、餐具、燃煤、膨化食品、自來水管等。
鎘(Cd)污染鎘不是人體的必要元素。鎘的毒性很大,可在人體內(nèi)積蓄,主要積蓄在腎臟,引起泌尿系統(tǒng)的功能變化;鎘主要來源有電鍍、采礦、冶煉、燃料、電池和化學(xué)工業(yè)等排放的廢水。
鋅(Zn)污染是指鋅及化合物所引起的環(huán)境污染。主要污染源有鋅礦開采、冶煉加工、機(jī)械制造以及鍍鋅、儀器儀表、有機(jī)物合成和造紙等工業(yè)的排放。汽車輪胎磨損以及煤燃燒產(chǎn)生的粉塵、煙塵中均含有鋅及化合物,工業(yè)廢水中鋅常以鋅的羥基絡(luò)合物存在。
鎳(Ni)污染是由鎳及其化合物所引起的環(huán)境污染。冶煉鎳礦石及冶煉鋼鐵時(shí),部分礦粉會(huì)隨氣流進(jìn)入大氣。在焙燒過程中也有鎳及其化合物排出,主要為不溶于水的硫化鎳(NiS),氧化鎳(N iO)、金屬鎳粉塵等,成為大氣中的顆粒物。
土壤環(huán)境監(jiān)測主要項(xiàng)目

土壤標(biāo)準(zhǔn)定值所采用的主要分析方法及測試的元素為(參考):
火焰原子吸收法:Ag Cd Co Cs Cu In Li Mn Ni Pb Rb Tl Zn Mg Ca Na K等
石墨爐原子吸收法:Ag Au Be Cd In (Pb) Te Tl 等
原子熒光法:As HgSb Se(Sn)Te
已經(jīng)頒布的有關(guān)土壤國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范
§ 《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB15168-2018
§ 溫室蔬菜產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) HJ/T333-2006
§ 食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) HJ/T332-2006
§ 綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) NY/T 391-2013
§ 《農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》NY/T 395—2012
§ 《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》HJ/T166-2004
§ 《全國土壤污染狀況調(diào)查樣品分析測試技術(shù)規(guī)定》
參考標(biāo)準(zhǔn):土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)——GB15618-2008
土壤無機(jī)污染物的環(huán)境質(zhì)量第二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值 mg/kg

檢 測 過 程
一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
1、主要儀器:微波消解儀/石墨消解器;AA-1800H型火焰/石墨爐原子吸收分光光度計(jì),原子熒光光度計(jì),其它常規(guī)玻璃儀器。
2、儀器簡介:
AA-1800H型原子吸收分光光度計(jì):是專門針對(duì)食藥/地質(zhì)/環(huán)保/衛(wèi)生等行業(yè)的多功能原子吸收光譜儀。主要用于微量/痕量金屬元素含量的檢測。此型號(hào)為:六燈位,火焰石墨爐一體機(jī)。
主要特點(diǎn):
1)火焰/石墨爐兩種功能自動(dòng)切換
2)信噪比好,以銅元素為例:在3mA電流下,負(fù)高壓在170左右即可實(shí)現(xiàn)100%能量,降低了噪聲,增強(qiáng)了基線穩(wěn)定性。
3)精準(zhǔn)的波長機(jī)構(gòu)(專利技術(shù)),確保了波長準(zhǔn)確度和重復(fù)性。專利號(hào):2016205322788
4)基線穩(wěn)定性:≤0.002A/30min
5)精準(zhǔn)的石墨爐光控加溫裝置(專利技術(shù))。專利號(hào):2016205272774
AFS-681型原子熒光光度計(jì):原子熒光光度計(jì)是我國唯一具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分析儀器,無論制造技術(shù)、分析方法的研究均處于國際領(lǐng)先水平。ASF系列非色散原子熒光光度計(jì)不但具有原子發(fā)射光譜(AES)和原子吸收光譜(AAS)的優(yōu)勢,而且也克服了現(xiàn)有AES 和AAS分析技術(shù)的不足之處。AFS系列原子熒光光度計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、檢出限低、適用范圍廣、可同時(shí)測定多種元素,是一種優(yōu)良的痕量分析儀器。
3、 多種前處理的選擇,以下是不同樣品前處理操作步驟比較、時(shí)間和試劑

二、 樣品前處理-微波消解法
按照國標(biāo)要求進(jìn)行取樣,使用微波消解儀進(jìn)行樣品前處理。
土壤微波消解條件確定采用微波消解儀消解土壤,在210MPa下消解10min,如表1所示。

(后附-原子吸收法和原子熒光法的操作步驟)
三、原子吸收法測定過程
1、原子吸收分光光度計(jì)測定條件設(shè)置 原子吸收分光光度法測定不同金屬時(shí),不同的元素,燈要使用不同的工作條件設(shè)定(如圖):

2、對(duì)所測量的元素進(jìn)行波長掃描。

3、標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制(以Cd元素舉例)

4、進(jìn)行未知樣品的測量。

5、測試結(jié)果的輸出方式選擇。

6、測試報(bào)告的查閱。(Cd模擬)

四、原子熒光光度計(jì)法測定過程(主要針對(duì)砷、汞)
一鍵測量
進(jìn)行“一鍵測量”非常簡單,只要當(dāng)前存在項(xiàng)目即可。點(diǎn)擊工具欄的
將執(zhí)行一鍵測量操作,首先彈出“儀器條件”界面如下所示:

圖1
設(shè)置儀器條件,包括各通道燈電流及配比,負(fù)高壓,載氣和屏蔽氣流量和原子化器高度,按“下一步”,進(jìn)入“分析條件”設(shè)置,如下所示:

圖2
完成分析條件設(shè)置后(進(jìn)樣方式選擇“手動(dòng)”)時(shí),,按“下一步”進(jìn)入“蒸氣發(fā)生工作程序”窗口,如下圖所示:

圖6-20
以上窗口為“手動(dòng)進(jìn)樣+雙蠕動(dòng)泵”流程下的界面,設(shè)置完成后,按“下一步”,彈出“標(biāo)準(zhǔn)曲線設(shè)置”對(duì)話框,如下所示:

圖3
輸入各通道下的各“標(biāo)液濃度”,按“下一步”,進(jìn)入的是未知的樣品設(shè)置如下所示:

圖4
根據(jù)具體的未知樣設(shè)置未知樣數(shù)量,此處可以不設(shè)定未知樣屬性這塊“形態(tài)、取樣量、定容體積、稀釋倍數(shù)”,可做完成試驗(yàn)后,再自行編輯。

此圖為編輯未知樣樣品屬性圖示。點(diǎn)擊【樣品屬性】,顯示下圖,

這里也可以編輯設(shè)定,輸入好后點(diǎn)擊【確定】,如下圖所示:

接上面,點(diǎn)擊圖 4 上的【完成】如下圖所示:

圖5
若按“否”,將繼續(xù)設(shè)定參數(shù),按“是”,則按照編制的測量程序在測量數(shù)據(jù)區(qū)域給出樣品表如下圖:

圖6
再次點(diǎn)擊工具欄的
將執(zhí)行測量操作,按照編制的測量程序一一測量,從樣品空白測量開始,然后是標(biāo)準(zhǔn)曲線測量,測量過程中可以執(zhí)行“暫!被颉巴V埂辈僮。
標(biāo)準(zhǔn)空白測量
在測量前,需要滿足以下條件:必須設(shè)置過儀器條件、分析條件、蒸氣發(fā)生條件,否則測量會(huì)有誤。
先做空白判別:
單擊[樣品分析]à [空白測量],如圖所示:

圖7
在測量過程中,當(dāng)前面板將顯示整個(gè)測量過程(包括正在測量的樣品、測量狀態(tài)及測量進(jìn)度)。
測量過程需要滿足以下兩個(gè)條件才表示測量完成:(1)測量次數(shù)至少兩次,且相鄰兩次的強(qiáng)度值小于分析條件中設(shè)置的空白判別值;(2)且當(dāng)前兩次的強(qiáng)度值小于相應(yīng)通道的空白值上限。
標(biāo)準(zhǔn)樣品測量
在測量前,需要滿足以下條件:必須設(shè)置過儀器條件、分析條件、蒸氣發(fā)生條件,另外還要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線設(shè)置,即設(shè)置需要測量的各標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。
標(biāo)準(zhǔn)樣品(全部標(biāo)準(zhǔn)/STD1/STD2/STD3/STD4/STD5/STD6/STD7/STD8)
單擊[樣品分析]à[ 標(biāo)準(zhǔn)樣品測量]à[標(biāo)準(zhǔn)(STD1)] 或點(diǎn)擊工具欄的
執(zhí)行STD1測量操作。STD2~STD8操作如上。
在測量過程中,將彈出一面板,用來標(biāo)識(shí)測量過程的狀態(tài)及進(jìn)度。并將讀數(shù)步驟在讀數(shù)時(shí)間內(nèi)的曲線顯示在界面上方右側(cè)的“模擬響應(yīng)曲線”欄中。
根據(jù)“標(biāo)準(zhǔn)曲線設(shè)置”中設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)溶液信息進(jìn)行測量,測量完畢后,將彈出“標(biāo)準(zhǔn)曲線設(shè)置”對(duì)話框,進(jìn)行擬合后,保存標(biāo)準(zhǔn)曲線,就可以進(jìn)行未知樣品的測量了。
樣品空白測量
在測量前,需要滿足以下條件:必須設(shè)置過儀器條件、分析條件、蒸氣發(fā)生條件,否則測量會(huì)有誤。
在測量過程中,有的樣品非常復(fù)雜,暫時(shí)可以拿空白當(dāng)個(gè)未知樣來測定,試驗(yàn)中樣品前處理可以多處理幾份樣品空白(以免就一份污染!),在儀器上檢測,熒光值取低不取高。而且樣品空白的前處理過程必須跟未知樣一同處理,不能補(bǔ)做!
在測量過程中,將彈出一面板,用來標(biāo)識(shí)測量過程的狀態(tài)及進(jìn)度。并將讀數(shù)步驟在讀數(shù)時(shí)間內(nèi)的曲線顯示在界面上方右側(cè)的“模擬響應(yīng)曲線”欄中。(如同測定標(biāo)樣)