土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探究

鄭嘉寧

（遼寧省農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，遼寧沈陽(yáng)110034）

土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探究

鄭嘉寧

（遼寧省農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，遼寧沈陽(yáng)110034）

土壤是人類賴以生存的根本，目前基本的糧食作物、蔬菜水果皆出自土壤。近些年來(lái)，隨著人民生活水平不斷提高，人民對(duì)于食品安全、環(huán)境安全的重視程度越來(lái)越高，環(huán)境污染程度成為政府行政能力考核指標(biāo)，然而土壤重金屬污染卻日趨嚴(yán)重。主要針對(duì)目前土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，簡(jiǎn)述目前常用土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)，就其未來(lái)發(fā)展進(jìn)行展望，為控制土壤指標(biāo)、保護(hù)土壤長(zhǎng)期健康提供有效的監(jiān)控檢測(cè)措施。

土壤；重金屬；檢測(cè)技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

1 引言

研究土壤重金屬污染首先要了解重金屬，金、銀、銅、鐵就是我們常見(jiàn)的金屬。目前雖然沒(méi)有對(duì)重金屬有十分明確的概念，但是一般在行業(yè)內(nèi)把元素密度在5 g/cm3以上的定義為重金屬[1]，像工業(yè)中經(jīng)常使用的汞、錳、鋅、鉛、鉬等。隨著工農(nóng)、交通等的迅速發(fā)展，大量的重金屬進(jìn)入土壤中，重金屬在土壤中積累到一定程度后不但直接影響農(nóng)作物生長(zhǎng)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，還會(huì)通過(guò)農(nóng)產(chǎn)品傳遞到人身上，從而對(duì)人體健康造成損傷，對(duì)土壤的重金屬檢測(cè)及控制已經(jīng)勢(shì)在必行。

2 土壤重金屬污染特征

首先，隨著化工、交通、農(nóng)業(yè)發(fā)展，土壤重金屬污染情況廣泛存在，并不是一城一地的問(wèn)題，目前我國(guó)大部分地區(qū)普遍存在土壤重金屬污染問(wèn)題[2]；其次，因?yàn)橹亟饘俚臒o(wú)色無(wú)味特性，重金屬流入土壤后，人的身體一般在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法感知，只有經(jīng)過(guò)食物轉(zhuǎn)化、日積月累，最后集中的反映。從其反映時(shí)間來(lái)看，重金屬污染屬于潛伏期時(shí)間長(zhǎng)的一類污染；最后，由于重金屬的不可分解及其性質(zhì)穩(wěn)定、難以通過(guò)自身降解的金屬特性，于是在土壤中不斷聚集，導(dǎo)致土壤功能越來(lái)越差，所以，重金屬污染還有一定的不可逆性[3]。

3 土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)

社會(huì)在發(fā)展，帶來(lái)土壤重金屬污染弊端的同時(shí)，也應(yīng)該感謝各種高新技術(shù)、先進(jìn)儀器的迅速發(fā)展，各種新的重金屬檢測(cè)方法不斷出現(xiàn)，并且在現(xiàn)實(shí)中得以應(yīng)用，日臻完善。目前土壤重金屬銅、汞、鉑、鎳等的檢測(cè)方法主要有色譜分析法、電化學(xué)法、分光光度法和原子光譜法等。

3.1 色譜法

色譜法是分離法的一種，色譜法和蒸餾、化學(xué)沉淀、電泳技術(shù)等原理相似，屬于分離技術(shù)。色譜技術(shù)在分離法中屬于使用最廣泛、效率最高的，不但應(yīng)用范圍廣，而且分離效能高、檢測(cè)性能準(zhǔn)確，在多組分試樣中尤其得到重用，目前在石油化工、環(huán)境能源、環(huán)境生命等領(lǐng)域都得到充分應(yīng)用。

3.2 電化學(xué)法

電化學(xué)法是基于現(xiàn)代化學(xué)與現(xiàn)代儀器發(fā)展而出現(xiàn)的一種檢測(cè)方法，電化學(xué)法是根據(jù)土壤中重金屬的電化學(xué)性質(zhì)對(duì)其含量進(jìn)行檢測(cè)分析的。電化學(xué)法檢測(cè)手段有電流大小、電勢(shì)高低、電導(dǎo)率以及電量等。電化學(xué)分析法是目前土壤重金屬檢測(cè)中一種速度快、靈敏度高的檢測(cè)方法。檢測(cè)鉛、鎘等重金屬時(shí)使用的電極法、極譜法以及伏安法等都屬于電化學(xué)法。

3.3 分光光度法

分光光度法，顧名思義是一種以光測(cè)量為基礎(chǔ)的測(cè)量方法。分光光度法通過(guò)土壤中重金屬在特定波長(zhǎng)內(nèi)對(duì)光的吸收強(qiáng)弱，判定該物質(zhì)的含量。分光光度法的具體檢測(cè)方法是：使用分光光度計(jì)，用不同波長(zhǎng)的光持續(xù)照射土壤樣品溶液，然后記錄樣品對(duì)特定波長(zhǎng)的吸收強(qiáng)度。為了直觀觀察效果，可以做出圖示，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，以金屬對(duì)波長(zhǎng)吸收強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，每種重金屬吸收光譜的強(qiáng)度便非常直觀地得以顯現(xiàn)，還可以應(yīng)用該方法進(jìn)行定質(zhì)、定量的具體分析。另外，可以根據(jù)使用光源成分對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行分類，使用紫外光測(cè)定，便是紫外分光光度法；使用可見(jiàn)光測(cè)定的便是可見(jiàn)光光度法；另外還可以使用紅外光源。分光光度法在土壤重金屬檢測(cè)過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)在于干擾小、靈敏度好。

3.4 原子光譜法

原子光譜法在土壤重金屬檢測(cè)中使用較為廣泛，原子光譜法又可以分為原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法和原子熒光光譜法。

原子吸收光譜法是目前土壤重金屬檢測(cè)中常用的方法，通過(guò)測(cè)定樣品蒸汽相中金屬的基態(tài)原子對(duì)其原子共振輻射的吸收強(qiáng)度，借以確定樣品中重金屬的含量。原子吸收光譜法測(cè)量精度非常高，檢測(cè)極限可以達(dá)到10-9g/mL,飲用水等測(cè)量經(jīng)常選用這種方法。其特點(diǎn)是選擇性強(qiáng)、干擾小、容易排除；但是其缺點(diǎn)也非常明顯，其對(duì)元素周期表中的大部分非金屬不能進(jìn)行分析，而且測(cè)定程序復(fù)雜，每種元素需要使用不同的元素?zé)簦看沃荒軠y(cè)定一種元素，操作繁瑣、儀器價(jià)格高。而與此相對(duì)的，近年來(lái)原子發(fā)射光譜法得到了快速發(fā)展，與吸收法相比具有簡(jiǎn)單、快速、靈敏、精度、多元素等眾多優(yōu)點(diǎn)，在重金屬檢測(cè)行業(yè)內(nèi)受到重視。最后是原子光譜檢測(cè)法，這一起源于20世紀(jì)70年代的檢測(cè)方法，經(jīng)過(guò)將近50年的發(fā)展，已經(jīng)非常成熟，逐漸成為農(nóng)副產(chǎn)品中重金屬汞、鉛等元素的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法。

4 土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

土壤重金屬檢測(cè)與我們的生活息息相關(guān)，也影響到生態(tài)環(huán)境的良好循環(huán)，為了保證生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，我們需要研究靈敏度更高、檢測(cè)效果更理想、檢測(cè)過(guò)程更方便、檢測(cè)速度更快捷的土壤重金屬檢測(cè)方法。

未來(lái)土壤重金屬檢測(cè)技術(shù)必然立足于現(xiàn)有傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)之上，上述已經(jīng)在應(yīng)用的傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)大都經(jīng)過(guò)了幾十年乃至上百年的發(fā)展，必然有其成熟的地方，但是同樣存在各種各樣的問(wèn)題。比如有些設(shè)備造價(jià)昂貴、有些工藝比較復(fù)雜、有些檢測(cè)條件比較苛刻、有些會(huì)對(duì)人體健康造成影響等等。這就需要在傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善，利用不斷發(fā)展的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，如納米技術(shù)、超分子技術(shù)等對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改造。如在檢測(cè)過(guò)程中為降低干擾可對(duì)樣品添加機(jī)體改進(jìn)劑，另外選用更先進(jìn)的三通道熒光光度計(jì)等等，對(duì)多重技術(shù)進(jìn)行綜合利用，技術(shù)之間可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使其更加成熟完善。

在對(duì)傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)改造升級(jí)的過(guò)程中還要持續(xù)探索新的檢測(cè)技術(shù)，例如隨著生物學(xué)的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)的生物傳感器法、酶抑制法，以及最新的免疫分析法等，免疫分析法靈敏度非常高，可以達(dá)到10 mol/L,分析過(guò)程簡(jiǎn)單易操作。

土壤重金屬檢測(cè)是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作，需要國(guó)家、政府、行業(yè)各個(gè)領(lǐng)域提高認(rèn)識(shí)，需要在人力、物力、財(cái)力上加大投入和提高支持力度，只有通過(guò)多方努力，才能使土壤檢測(cè)技術(shù)更加完善，才能保證土壤重金屬檢測(cè)落到實(shí)處，切實(shí)起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境、改善土壤污染的作用。

[1]余克強(qiáng),趙艷茹,劉飛,等.激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在土壤元素檢測(cè)中的應(yīng)用[J].光譜學(xué)與光譜分析,2016(03):827-833.

[2]張鵬.樹(shù)木年輪化學(xué)技術(shù)對(duì)典型汞污染區(qū)污染歷史的重建[D].貴州師范大學(xué)，2015.

[3]馬瑞.利用(31)P-NMR技術(shù)研究環(huán)境樣品中磷形態(tài)特征及其在土壤中形態(tài)轉(zhuǎn)換[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2012.

1005-2690（2017）08-0020-02

O657；X833

B

2017-07-05）