手持式土壤分析儀對蔬菜地土壤重金屬的現場快速測定

土壤重金屬狀況調查時，其含量的測定是一個重要環節。然而，目前的測定方法需要經過土壤研磨、消化、測定等步驟，分析周期長，耗時、耗財，并且分析過程中，對分析人員的身體健康和環境也會造成一定影響。因此，開發一種簡單、直接的土壤重金屬測定方法對提高土壤調查效率，節約調查成本，減少分析環境污染風險有十分重要的意義。

德國斯派克手持式土壤分析儀由于具有質量輕、便于攜帶，操作簡便，檢測速度快，無污染，配有現代計算機技術等優點，引起了環境工作者的重視，應用范圍不斷擴大。以某蔬菜地為例，采集土樣86個。土樣經風干后，研磨至通過10目尼龍篩待測。測定時，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，插入了8個不同重金屬含量土壤標準樣品，以檢驗測定結果的準確性。為了驗證德國斯派克手持式土壤分析儀測定的精度，采用傳統實驗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準樣品重金屬含量與標準值見的相關性分析結果顯示(表1)，Cr、Pb、Cu、Zn和As五種重金屬元素的決定系數R2在0.87之上，測定精度誤差在13%范圍內，且Pb、Cu、Zn和As的相關系數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準樣品中Pb、Cu、Zn和As等元素含量與其真實值間的差異均低于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果的相關分析得知(表1)，Cr(R2=0.077)和Pb(R2=0.130)兩元素的決定系數較低，而Cu.Zn和As的決定系數分別達到0.772、0.888和0.794，均高于0.75。相關方程中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誤差，在實際應用時應加以注意。

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生誤差。其余元素測定效果均較好。至于Pb元素為何與傳統實驗室分析檢測的數據相關性較差，主要是因為本文所測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(20mg/kg)，儀器測定結果的穩定性影響兩者之間的相關關系。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果與標準值之間偏低15%的事實，那么，TLA的測定結果與德國斯派克手持式土壤分析儀法之間的系統誤差則更小了。盡管本研究不是在野外實地測量，并沒有減輕調查過程中樣品采集和處理的工作量，但大大減輕了室內的分析工作量。同時，測定排除了野外一些因素的干擾，結果更為精確可靠。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，省時省力，對人體的危害小，值得推廣。