手持式土壤分析儀對蔬菜地土壤重金屬的現(xiàn)場快速測定
土壤重金屬狀況調(diào)查時(shí),其含量的測定是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。然而,目前的測定方法需要經(jīng)過土壤研磨、消化,、測定等步驟,,分析周期長,,耗時(shí),、耗財(cái),并且分析過程中,,對分析人員的身體健康和環(huán)境也會(huì)造成一定影響,。因此,開發(fā)一種簡單,、直接的土壤重金屬測定方法對提高土壤調(diào)查效率,,節(jié)約調(diào)查成本,減少分析環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)有十分重要的意義,。
德國斯派克手持式土壤分析儀由于具有質(zhì)量輕,、便于攜帶,,操作簡便,,檢測速度快,無污染,,配有現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)等優(yōu)點(diǎn),引起了環(huán)境工作者的重視,,應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,。以某蔬菜地為例,采集土樣86個(gè)。土樣經(jīng)風(fēng)干后,研磨至通過10目尼龍篩待測。測定時(shí),,將裝有土壤樣品的自封袋直接放在德國斯派克手持式土壤分析儀的X射線發(fā)射口測定重金屬Cd、Cr,、Pb,、Cu,、Zn和As等的含量。
在測定土壤樣品重金屬含量的同時(shí),插入了8個(gè)不同重金屬含量土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品,以檢驗(yàn)測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了驗(yàn)證德國斯派克手持式土壤分析儀測定的精度,,采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室分析法同步測定了土壤中重金屬Cd,、Cr,、Pb、Cu.Zn和As的含量,,即將土壤樣品用強(qiáng)酸消化后,,Cd、Cr.Pb,、Cu,、Zn等元素用電感耦合等離子光譜法測定,As用原子熒光光譜法測定,。
德國斯派克手持式土壤分析儀法測定土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品重金屬含量與標(biāo)準(zhǔn)值見的相關(guān)性分析結(jié)果顯示(表1),,Cr、Pb,、Cu,、Zn和As五種重金屬元素的決定系數(shù)R2在0.87之上,測定精度誤差在13%范圍內(nèi),,且Pb,、Cu、Zn和As的相關(guān)系數(shù)R2接近1.0,。從回歸方程的斜率可看出,,Cr元素回歸方程的斜率較低,僅為0.503,,其余元素Pb,、Cu、Zn和As等回歸方程的斜率均在0.87以上,,其中Pb最高,,相關(guān)方程的斜率為0.976,由此可知,,用德國斯派克手持式土壤分析儀測定土壤標(biāo)準(zhǔn)樣品中Pb,、Cu、Zn和As等元素含量與其真實(shí)值間的差異均低于13%,;由于土壤中Cd含量低于德國斯派克手持式土壤分析儀的檢測限,,不能檢測出,故在此未對Cd進(jìn)行討論,。德國斯派克手持式土壤分析儀和TLA兩種方法對蔬菜地土壤樣品測定結(jié)果的相關(guān)分析得知(表1),,Cr(R2=0.077)和Pb(R2=0.130)兩元素的決定系數(shù)較低,而Cu.Zn和As的決定系數(shù)分別達(dá)到0.772、0.888和0.794,,均高于0.75,。相關(guān)方程中As的斜率為0.977,接近于1.0,,而Cu和Zn的斜率也均在0.70左右,,相對于TLA的測定結(jié)果,德國斯派克手持式土壤分析儀法整體偏低約30%,。兩種方法之間還是存在一定的系統(tǒng)誤差,,在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)加以注意。
對所研究的重金屬而言,,Cr元素德國斯派克手持式土壤分析儀方法的測定效果不理想,,從理論上講,該元素容易與土壤中Fe元素的光譜的干擾而產(chǎn)生誤差,。其余元素測定效果均較好,。至于Pb元素為何與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室分析檢測的數(shù)據(jù)相關(guān)性較差,主要是因?yàn)楸疚乃鶞y定的樣品含量范圍較窄,,大約在10~30mg/kg之間,,均在儀器測定的靈敏度范圍之內(nèi)(20mg/kg),儀器測定結(jié)果的穩(wěn)定性影響兩者之間的相關(guān)關(guān)系,。對Cu,、Zn而言,如果考慮德國斯派克手持式土壤分析儀的測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值之間偏低15%的事實(shí),,那么,,TLA的測定結(jié)果與德國斯派克手持式土壤分析儀法之間的系統(tǒng)誤差則更小了。盡管本研究不是在野外實(shí)地測量,,并沒有減輕調(diào)查過程中樣品采集和處理的工作量,,但大大減輕了室內(nèi)的分析工作量。同時(shí),,測定排除了野外一些因素的干擾,結(jié)果更為精確可靠,。不失為一種有效快速測定土壤中重金屬含量的便捷方法,,可用于大量土壤樣本的分析,省時(shí)省力,,對人體的危害小,,值得推廣。