淺談土壤重金屬檢測方法的應(yīng)用及發(fā)展趨勢的探究

徐 歡

（上海誠云建設(shè)工程質(zhì)量檢測有限公司，上海 200000）

土壤中重金屬對人體的傷害以及農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)等均會(huì)帶來一定的不利影響，所以我們有效地對土壤重金屬檢測方法進(jìn)行研究是具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義的[1]。然而重金屬污染物種類繁多，但是相關(guān)土壤檢測標(biāo)準(zhǔn)里前處理方法各不相同，且消解時(shí)間過長給我們?nèi)粘９ぷ鲙硐喈?dāng)大的不便，應(yīng)用微波消解法及經(jīng)過優(yōu)化的電熱板消解法，對于大多數(shù)金屬均獲得滿意的檢測結(jié)果[2]。

1 土壤重金屬前處理方法

1.1 儀器及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

COOLPEX微波消解儀、中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07452（GSS-23）土壤中鉛含量：（28±1）mg/kg、土壤中銅含量：（32±1）mg/kg、土壤中鋅含量：（97±3）mg/kg、GBW07447（GSS-18）汞 含 量 ：（0.015±0.003）mg/kg、溫控電熱板

1.2 前處理方法

（1）電熱板消解法。稱取約0.2g土壤樣品，加入3.0ml硝酸3.0ml鹽酸于電熱板上100℃加熱30min后加入2.0ml氫氟酸30min后，加1.0ml高氯酸180℃趕酸，加熱至粘稠狀，稍冷定容至50ml容量瓶中待測。

（2）微波消解法。稱取約0.2g土壤樣品，加入4.0ml硝酸2.0ml氫氟酸按表1消解程序消解。樣品消解后冷卻至低于80℃、5 atm取出，加入1ml高氯酸汞于180℃下趕酸，至冒白煙，樣品呈粘稠狀取下，定容至50ml容量瓶中待測。微波消解程序按4個(gè)階段逐級升溫、升壓，最高壓力25atm，最高溫度200℃，消解時(shí)間40分鐘。

（3）汞是唯一一個(gè)在常溫、常壓下以液態(tài)存在的金屬，在空氣中穩(wěn)定，常溫能蒸發(fā)出汞蒸氣且有劇毒。汞采用微波消解法，同樣能獲得滿意的檢測結(jié)果。稱取約0.2g土壤樣品，加入4.5ml鹽酸1.5ml硝酸按上述消解程序消解。冷卻后加1.0ml高氯酸120℃趕酸，加熱至粘稠狀，稍冷定容至50ml容量瓶中待測。

2 土壤重金屬的檢測方法

2.1 原子熒光光譜法

原子熒光光譜法是測定土壤中微量砷、銻、鉍、汞、硒、碲、鍺等元素最成功的分析方法之一。汞、砷、硒雖然是非金屬，但其毒性及性質(zhì)與金屬類似，固將其列入金屬范疇。

原子熒光法以汞為例。采用微波消解法，土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07447（GSS-18），進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，消解后定容體積為10ml。標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=1261.7176x-13.0301樣品中汞平均含量為0.016 mg/kg，檢測結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)值（0.015±0.003）mg/kg范圍內(nèi)。

2.2 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法是廣泛使用的金屬元素的測定方法，基于在蒸汽狀態(tài)下對待測元素基態(tài)原子共振輻射吸收進(jìn)行定量分析的方法。根據(jù)檢測目的不同又可分為分為火焰原子吸收光譜法及石墨爐原子吸收光譜法。石墨爐法檢測精度高，可達(dá)到PPB級，穩(wěn)定性稍差，對于土壤中鎘、鉛檢測效果較可靠?；鹧娣z測時(shí)間短，可測金屬種類多，檢測精度不如石墨爐法為PPM級。

（1）采用電熱板消解法，火焰原子吸收分光光度法以 銅 為 例。使 用 土 壤 標(biāo) 準(zhǔn) 物GBW07447（GSS-23），進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，消解后定容體積為25 ml。標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=0.1621x+0.0047樣品中銅平均含量為32.57 mg/kg，檢測結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)值（32±1）mg/kg范圍內(nèi)。

（2）采用電熱板消解法，石墨爐原子吸收分光光度法以鉛為例。使用土壤標(biāo)準(zhǔn)物GBW07447（GSS-23），進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，消解后定容體積為25ml。標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=y=0.0060x+0.0054樣品中鉛平均含量為28.69 mg/kg，檢測結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)值（28±1）mg/kg范圍內(nèi)。

2.3 等離子體發(fā)射光譜法

等離子體發(fā)射光譜法對科學(xué)技術(shù)的要求較高，綜合性也較強(qiáng)，離子體發(fā)射光譜法能夠?qū)Ω鞣N分析方法進(jìn)行充分的融合，同時(shí)提高土壤重金屬檢測過程中的效率和檢測的精確度。檢驗(yàn)過程中可以通過對特征譜線的強(qiáng)度分析來確定樣品中相關(guān)元素的含量，此種分析方法的效率非常高，同時(shí)也能夠有效地簡化相關(guān)的操作人員的操作，具有十分便捷的特性。并且離子體發(fā)射光譜法具有的最明顯的優(yōu)勢之一就是其分析速度是非?？斓?，并且在眾多領(lǐng)域中都可以得到廣泛的應(yīng)用。同時(shí)對各種元素的合理分類，也可以對重金屬元素后期的利用等進(jìn)行較高效率的安排。所以這種儀器在現(xiàn)如今也得到了非常廣泛的利用。

采用上述前處理方法，等離子發(fā)射光譜法以鋅為例。使用土壤成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07452（GSS-23）進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，消解后定容體積為50 ml。標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=23190x+160.5樣品中鋅平均含量為98.81 mg/kg，檢測結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)值（97±3）mg/kg范圍內(nèi)。

3 重金屬土壤污染區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場檢測

在整個(gè)土壤重金屬的檢測過程中，除了我們以上提到的一些方法之外，也不能忽視對現(xiàn)場環(huán)節(jié)的監(jiān)測，只有有效地對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)測，才可以對整片土地的重金屬污染程度做到充分的了解和掌握，從而也能夠?qū)κ芪廴镜耐寥雷龅礁又?jǐn)慎。具體的分析在于實(shí)驗(yàn)室，但是現(xiàn)場監(jiān)測所獲取的數(shù)據(jù)更加直觀，更加綜合。但是在應(yīng)用過程中也要針對不同的地質(zhì)環(huán)境采取不同的監(jiān)測方法，這樣才能夠有效地保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。下面我們便對現(xiàn)場監(jiān)測的方法進(jìn)行簡要的介紹：

3.1 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)

激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)相比于其他的現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)來說具有較高的科學(xué)技術(shù)性，其主要監(jiān)測原理在于對現(xiàn)場的土壤進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，從而通過一定的科學(xué)技術(shù)和手段對土壤中的成分進(jìn)行高效率的分析和掌握，同時(shí)通過聚透鏡系統(tǒng)將所分析出的數(shù)據(jù)對激光器進(jìn)行一定的傳導(dǎo)，這種技術(shù)對離子和光源技術(shù)等進(jìn)行了高效率的綜合，同時(shí)也能夠有效地利用計(jì)算機(jī)智能系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行高效率的分析，從而對土壤中的重金屬成分進(jìn)行更高的了解，多方數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，才能夠使數(shù)據(jù)更加精密，更加準(zhǔn)確。

3.2 磁化率技術(shù)監(jiān)測手段

前文我們所提到的激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)對于磁化率較高的土壤是非常適用的，因?yàn)榇呕瘦^高的土壤中的重金屬含量一般都是非常高的，而磁化率檢測技術(shù)可以對土壤中的重金屬成分進(jìn)行有效的分類和判斷，同時(shí)也能夠通過磁化的強(qiáng)度來對土壤的重金屬的污染程度進(jìn)行有效地了解。同時(shí)磁化率技術(shù)監(jiān)測手段與其他的監(jiān)測技術(shù)來比具有十分便捷的操作這一特點(diǎn)，其所需要的人力資源也不是太多，能夠有效地減少人力資本的投入，同時(shí)也能夠有效地保證土壤重金屬檢測的效率，這對后期監(jiān)測工作效率的提高具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4 土壤重金屬污染監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義

現(xiàn)如今社會(huì)實(shí)現(xiàn)了大幅度的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)也在不斷的進(jìn)步，人們的生活水平實(shí)現(xiàn)了大幅度的提升，由此人們對健康問題也越來越關(guān)注，若想有效地保證人們的生存環(huán)境健康，對土壤中的重金屬進(jìn)行有效的檢測和分離也具有十分重要的作用。土壤成分中的重金屬對人體的傷害是十分巨大的，所以有效地對我國土壤重金屬污染監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行發(fā)展也是具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義的。近年來，我國的土壤重金屬污染監(jiān)測技術(shù)得到了大幅度的發(fā)展，但是同時(shí)也存在著非常大的進(jìn)步空間。與西方的發(fā)達(dá)國家相比，依然存在著非常明顯的缺陷。上文我們對土壤中重金屬的檢測操作方法以及對土壤的現(xiàn)場檢測的技術(shù)手段等均提出了一定的介紹。首先，我們要充分的對實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)測與現(xiàn)場監(jiān)測進(jìn)行的不同進(jìn)行有效的了解和掌握，同時(shí)也要注重將實(shí)驗(yàn)室所得到的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場監(jiān)測過程中所得到的結(jié)論進(jìn)行充分的綜合和應(yīng)用。在進(jìn)行化學(xué)監(jiān)測的時(shí)候，由于監(jiān)測的時(shí)間較長，化學(xué)試劑可能會(huì)對土壤造成二次污染，所以我們要盡全力縮短監(jiān)測測量的時(shí)間，從而避免對土壤造成二次污染，對人體造成更大程度的傷害。而現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)與實(shí)驗(yàn)室檢測技術(shù)相比，具有的特點(diǎn)是所獲得的數(shù)據(jù)更加直觀，同時(shí)操作也更加方便簡單。只有二者充分的利用，才可以有效地對土壤中的重金屬進(jìn)行高程度的檢測。其次，對土壤重金屬污染的監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行大幅度的發(fā)展，也可以有效的保證我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。土壤是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，所以土壤質(zhì)量的提高對農(nóng)業(yè)的產(chǎn)出也具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。若想有效地對農(nóng)業(yè)進(jìn)行發(fā)展，同時(shí)增加農(nóng)民的收入，帶動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)步，一定要重視對土壤的質(zhì)量進(jìn)行改善。我國是農(nóng)業(yè)大國，只有對土壤進(jìn)行科學(xué)合理的保護(hù)，才能夠在最大程度上促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提升我國的綜合國力。

5 結(jié)語

土壤是人類生存的最基本的元素之一，所以我們一定要對我國的土壤進(jìn)行科學(xué)合理的保護(hù)，提高土壤保護(hù)的重視程度，全員參與到對土壤的保護(hù)工作中，對土壤中的重金屬進(jìn)行有效的檢測，同時(shí)對土壤中重金屬的檢測技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展。實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測和現(xiàn)場檢測兩種手段進(jìn)行充分的融合，并在檢測過程中減少對土壤的二次污染，這樣才能夠有效的保障我國土壤的質(zhì)量。