論土壤中重金屬污染監(jiān)測的現(xiàn)狀及發(fā)展

張 娟 葉 翠 張瀟天

0 引言

土壤中的大多數(shù)無機污染物為重金屬污染物，主要是因為土壤中的微生物不能有效地將重金屬分解成可利用成分，導致重金屬成分在土壤中逐漸積累，甚至于經(jīng)過食物鏈的層層疊加，最終進入到人體中，對人體健康造成嚴重危害。因此，利用科學技術對土壤中的重金屬成分隨時進行監(jiān)測和監(jiān)測分析對人類的健康發(fā)展尤為重要。

1 土壤重金屬污染概述

土壤中重金屬污染物的來源主要是：大氣沉降，能源、冶金行業(yè)、污水的無組織排放以及本身就含有重金屬的污泥等幾方面。另外在基本農(nóng)活中經(jīng)常會用到的化肥、農(nóng)藥和地膜等產(chǎn)污物，因為它們本身的化學成分或是不可降解性，再加上農(nóng)民的環(huán)保意識不夠強烈，對其的不合理使用和隨地丟棄的金屬包裝，很容易導致土壤受到重金屬的污染。

2 土壤重金屬污染監(jiān)測的現(xiàn)狀

在土壤重金屬污染監(jiān)測中，對樣品的檢測方法尤為重要。我國目前用于監(jiān)測土壤重金屬的基本技術方法有：光譜分析技術、電化學分析監(jiān)測技術、太赫茲光譜法、磁性檢測方法等已有檢測技術，這些檢測技術在一定程度上降低了技術人員對土壤環(huán)境進行監(jiān)管控制的工作難度節(jié)約了大量工作成本，更重要的是在土壤環(huán)境監(jiān)測中提供了最真實有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

現(xiàn)有的土壤重金屬監(jiān)測主要包括兩種，一種是實驗室監(jiān)測方法，另一種是現(xiàn)場快速監(jiān)測方法。這兩種方法在土壤重金屬污染監(jiān)測中都有利弊，為了使土壤重金屬污染的檢測結(jié)果和監(jiān)測方法能夠做到更加快速、簡潔、提高靈敏度的情況，新的檢測方法也是備受關注，下面共同討論兩種監(jiān)測方法的發(fā)展趨勢。

2.1 實驗室監(jiān)測方法

除了原子吸收光譜法、分光光度法、原子熒光光譜法這些我們在一般土壤監(jiān)測分析中會用到的方法外，實驗室的監(jiān)測方法還包含了電化學分析方法和極譜分析法。以電化學分析法為例，電化學分析檢測技術已被較好的運用在了土壤中痕量元素的檢測中，但是根據(jù)實際操作的實驗室情況來看，這類檢測技術需要采集的土壤樣品在前處理時需要進行土樣消解，需要用到強酸物質(zhì)，因此還是存在著可能會對土壤造成二次污染的情況。它是以特定的化學反應為基礎對土壤采集樣品進行分析，僅適用樣品中常量的分析，它有準確的結(jié)果、費用比較適中等優(yōu)點，但它的缺點是分析前的處理過程太過復雜，實驗過程中儀器的靈敏度也會降低。

光譜分析技術目前因為它操作時的程序比較簡單，投入成本較小，對檢測環(huán)境的要求也不高而受到大量業(yè)內(nèi)工作人員的推崇，雖然它可以大范圍的批量檢測，但還是在一定程度上存在樣品采集前的工作瑣碎復雜，結(jié)果的精準性也不是很理想等不足之處。

磁性檢測方法是一種比較傳統(tǒng)的實驗室檢測技術，檢測過程也較為經(jīng)濟，所含信息量較充足，可以節(jié)約大量的時間成本和經(jīng)濟成本，尤其是對于后期空間分析和圖像處理有很大幫助。但是它的前提條件是必須帶有磁性的土壤重金屬，因此對土壤環(huán)境的要求較高，不適用于大多數(shù)情況。

2.2 現(xiàn)場快速監(jiān)測方法

如果在實驗室對土壤中的重金屬進行監(jiān)測，則需要大量的工作人員參與實驗、消耗大量實驗儀器和不少的實驗經(jīng)費，這樣一來大大提高了監(jiān)測分析的成本，另外還需要長時間的分析過程才能得出結(jié)果，而且很可能在輸送樣品的過程中，因為某些不確定因素，導致樣本出現(xiàn)差錯，從而導致測量出現(xiàn)差錯。所以當出現(xiàn)不適合用實驗室監(jiān)測方法的條件下，這時候應該先考慮能在現(xiàn)場快速對土壤樣本進行監(jiān)測的方法。

就現(xiàn)在的監(jiān)測技術來說，土壤磁化率監(jiān)測技術等方法已經(jīng)被證實能夠在現(xiàn)場連續(xù)監(jiān)測土壤中重金屬的含量，對其受污染程度作出準確的判斷。也已有大量研究人員對現(xiàn)場快速監(jiān)測在加強探索，如何在現(xiàn)有技術的基礎上進一步提高檢測效率和結(jié)果的精準度。如太赫茲光譜法，此檢測方法在操作的時候過程比較簡潔快速。其吸收光譜可對應多種重金屬，范圍較廣，還可以對土壤樣品的進行即時檢測。但由于這是新研發(fā)的檢測技術，還需要專家進一步的研究，分析其優(yōu)勢和可能存在的問題。

3 土壤重金屬污染監(jiān)測的發(fā)展趨勢

跟隨科技而衍生出的各種新型檢測技術，雖然尚處于實驗室初步研究階段，但早已受到了國內(nèi)外土壤監(jiān)測技術人員的重點關注?，F(xiàn)在各方檢測單位或機構(gòu)也在積極探索生物技術、遙感控制等多方面的技術方案，不斷完善土壤重金屬檢測方法。在不久的將來，土壤重金屬污染監(jiān)測行業(yè)也會不斷發(fā)展成一個更為成熟的部門，根據(jù)現(xiàn)狀來看，未來的發(fā)展趨勢將會是：

3.1 檢測設備的科技智能化

隨著污染物成分的復雜化，越來越多的傳統(tǒng)檢測方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有環(huán)境標準的相關要求，傳統(tǒng)實驗室儀器對樣品進行檢測的精準度也無法得到保證。并且在土壤樣品檢測前處理階段需要先對其進行干燥、去雜再消解等一系列過程，耗時費力，在一定程度上影響了檢測工作的發(fā)展。根據(jù)現(xiàn)狀需求來看，未來的土壤檢測對檢測儀器的要求會逐漸加強，需要能夠便于操作，快速檢測出高精準度的結(jié)果，可以減少大量的人力物力，節(jié)約成本。傳統(tǒng)的技術人員實驗室分析逐漸會被高科技、智能化的檢測儀器所替代。

3.2 檢測結(jié)果的快速精準化

從20 世紀50 年代開始，檢測行業(yè)就已經(jīng)在檢測設備上有了一定的進展，開始使用各種儀器對樣品進行測定，但耗時長，結(jié)果精準度不高；到了80 年代后，計算機、互聯(lián)網(wǎng)科技掀起了一股浪潮，實驗室設備對1L 樣品的檢測結(jié)果精準度由原來的mg為單位變成μg 為單位，到現(xiàn)在已經(jīng)能夠精確到ng 了。可見，檢測行業(yè)的不斷發(fā)展，檢測儀器的不斷研發(fā)，都是為了能夠在科技化的同時提升檢測結(jié)果的精準度，目前對高光譜遙感探測等技術的研究探索正是為了能夠使檢測結(jié)果得到進一步的精確，這也是將來研究人員的關注重點之一。

3.3 土壤檢測技術的聯(lián)動性

傳統(tǒng)檢測技術采用的方法比較單一，技術特點也比較極端化，比如有的檢測技術所產(chǎn)生結(jié)果的精準度比較高，但耗時太長，儀器設備價格昂貴，維修費用過高，無法大量使用；而有的檢測技術經(jīng)濟實用，檢測過程簡便、快速，但結(jié)果的精準度無法得到保證，不能滿足現(xiàn)有土壤環(huán)境標準要求。因此，如何將兩個或多個檢測儀器聯(lián)合使用，有效地在節(jié)約資源成本條件下又能保證結(jié)果的精準度是檢測行業(yè)研究人員目前重點關注的問題之一，也是未來的研究發(fā)展方向。

4 結(jié)語

總的來說，根據(jù)現(xiàn)有的檢測技術和特點，針對實際需求和條件采用不同的技術解決問題，選擇最為合適的方法。要在土壤環(huán)境治理研究問題上有進一步的突破，土壤檢測技術就是其中的關鍵，檢測儀器的研究發(fā)展也正在不斷地智能化、精準化。檢測方法也在由現(xiàn)在的光學檢測、電化學檢測方法逐步向適應性更高的環(huán)境磁性檢測方法和高光普遙感技術發(fā)展，總之，檢測技術的不斷研究發(fā)展是一個必然的過程，也是將來土壤重金屬污染治理的關鍵所在。