土壤重金屬監(jiān)測(cè)過(guò)程與質(zhì)量控制分析

吳東雷

摘要：重金屬是土壤污染源中最為嚴(yán)重的一種環(huán)境污染問(wèn)題，其源頭相對(duì)隱蔽，長(zhǎng)期的重金屬污染會(huì)嚴(yán)重?fù)p害人體的健康。土壤重金屬的監(jiān)測(cè)是保護(hù)自然環(huán)境的必要措施。因此文章重點(diǎn)就土壤重金屬監(jiān)測(cè)過(guò)程與質(zhì)量控制展開(kāi)分析。

關(guān)鍵詞：土壤重金屬;監(jiān)測(cè)過(guò)程;質(zhì)量控制

過(guò)度堆積和排放固體廢物的行為使得土壤內(nèi)污染物類型增加，由于土壤中重金屬污染有著隱蔽性強(qiáng)和污染性大的特征，在調(diào)查及評(píng)價(jià)環(huán)境污染時(shí)，重金屬污染是首要對(duì)象，置于有限控制污染物范圍中。為了對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行全面預(yù)防和治理，應(yīng)對(duì)土壤質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)性監(jiān)測(cè)，引進(jìn)合理的監(jiān)測(cè)方式，落實(shí)質(zhì)量控制對(duì)策。

1土壤重金屬污染的危害性

土壤重金屬污染主要是指重金屬和重金屬衍生物周圍環(huán)境產(chǎn)生一定程度的危害。重金屬隱蔽性極高，污染來(lái)源渠道十分廣泛，本身受生物降解的概率非常低，生存期長(zhǎng)，解決過(guò)程難度極高。隨著重金屬數(shù)量的增多，最終經(jīng)過(guò)食物鏈滲透到人的身體中，給人們健康埋下了安全隱患。當(dāng)土壤被重金屬滲透受到污染后，不可逆性特征形成，受到污染后的土壤會(huì)失去繼續(xù)治理應(yīng)用的價(jià)值。

2土壤重金屬監(jiān)測(cè)過(guò)程

2.1材料試劑和設(shè)備

2.1.1收集和制備樣品

以某城市表層15cm的土壤為例，收集樣品。采樣期間，實(shí)驗(yàn)操作人員將土壤表層內(nèi)存留的雜質(zhì)清理干凈，明確具體的采樣地點(diǎn)，使用塑料袋包裹收集的土壤樣本，將采集時(shí)間、地點(diǎn)等多項(xiàng)信息詳細(xì)記錄下來(lái)，進(jìn)行編號(hào)處理，放入試驗(yàn)室內(nèi)。遵循近代土壤元素分析方式和我國(guó)土壤監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行操作。風(fēng)干處理收集的土壤，當(dāng)土壤表現(xiàn)為半風(fēng)干狀態(tài)后，實(shí)驗(yàn)人員挑選出體積非常大的土塊，將其碾碎處理，鋪設(shè)為薄膜樣。該項(xiàng)操作流程要防止陽(yáng)光對(duì)土壤直接進(jìn)行照射，等待完全呈風(fēng)干狀態(tài)后，篩選和過(guò)濾土壤，制作成土壤樣品。該項(xiàng)樣品粒徑直徑不可以小于200目，為后期實(shí)驗(yàn)操作提供良好依據(jù)。制備期間，實(shí)驗(yàn)人員掌握好兩方面要點(diǎn)，一是土壤的實(shí)際含水量，體現(xiàn)出土壤風(fēng)干后的狀態(tài)。動(dòng)態(tài)性檢驗(yàn)土壤內(nèi)的實(shí)際含水量，確保土壤內(nèi)各項(xiàng)元素含量符合要求，避免土壤風(fēng)干期間由于風(fēng)干程度較低而引起不良誤差。二是土壤粒度，如果獲取的土壤樣品粒度處于較低狀態(tài)，說(shuō)明均勻性高，獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)也會(huì)更加準(zhǔn)確，不需要消解處理。以汞元素為例，分析土壤內(nèi)粒度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的一系列影響時(shí)，當(dāng)多次監(jiān)測(cè)200目的土壤樣本后，數(shù)據(jù)趨于穩(wěn)定，可是土壤粒度增加卻會(huì)加劇測(cè)量數(shù)據(jù)誤差的發(fā)生概率。實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)處于常規(guī)狀態(tài)下時(shí)，粒度為200目的土壤樣本和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性要求相一致。

2.1.2準(zhǔn)備試劑和設(shè)備

采取原子吸收分光光度法和原子熒光等測(cè)量方式分析，引進(jìn)規(guī)范性的設(shè)備———質(zhì)譜儀。實(shí)驗(yàn)操作期間，以質(zhì)譜儀為主，分析和探究土壤中包含的鋅、銅和鉛。應(yīng)用的試劑是硝酸和氫氟酸。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中，采取的設(shè)備和試劑都是優(yōu)良級(jí)別。要想避免實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)因容器污染引起數(shù)據(jù)偏差，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)提前把要使用的實(shí)驗(yàn)容器浸泡在硝酸溶液內(nèi)，用自來(lái)水和蒸餾水進(jìn)行沖刷處理。

2.2實(shí)驗(yàn)分析環(huán)節(jié)

2.2.1消解樣品

選取消解試劑量，從試劑純度方面入手。一般情況下，要選擇純度非常高的消解試劑，該類型試劑有于降低污染現(xiàn)象的發(fā)生。消解土壤樣品期間，使用元酸消解方式（升溫曲線如圖1所示），操作流程是出0.25g土壤樣品，將該樣品存放到消解罐內(nèi)，添鹽酸、硝酸和氫氯酸，通過(guò)微波消解儀進(jìn)行消解處理完成后增添高氯酸，放到溫度為150℃的電熱板中行加熱操作，隨后冷卻到室溫，進(jìn)行過(guò)濾，動(dòng)態(tài)性檢殘留的灰分。

為了將土壤消解效果體現(xiàn)出來(lái)，專門調(diào)整了多元酸添加量，比較分析以后，鹽酸和硝酸及氫氯酸三者的用量分別是0mL、9mL、3mL酸添加量，比較分析以后，鹽酸和硝酸及氫氯酸三者用量分別是0mL、9mL、3mL。實(shí)際情況如表2所示。

從表2來(lái)看，樣品檢測(cè)值低于參考值。產(chǎn)生此現(xiàn)象的主要原因是參考值內(nèi)包含的樣品制備處于均質(zhì)狀態(tài)，可以抵消其他因素產(chǎn)生的不良影響。通過(guò)對(duì)比我國(guó)提供的標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)據(jù)，得出使用消解方式獲取的重金屬元素回收率表現(xiàn)為90%左右，精準(zhǔn)程度極高，可有效滿足樣品預(yù)處理提出的要求。

2.2.2精密度分析

對(duì)質(zhì)控樣品進(jìn)行合理設(shè)置，嚴(yán)格遵循土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)要求。要想將消解批次和批次之間的重現(xiàn)性體現(xiàn)出來(lái)，可以采取30%樣品進(jìn)行平行樣測(cè)定處理，每一個(gè)消解樣品內(nèi)都必須包含質(zhì)控樣、平行樣和單獨(dú)樣品等。掌握批次內(nèi)的平行樣，對(duì)批次中平行樣檢測(cè)結(jié)果存在的誤差進(jìn)行分析，獲取準(zhǔn)確結(jié)果。

3土壤重金屬監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制

3.1采樣過(guò)程的質(zhì)量控制

樣品的有效性直接關(guān)系到監(jiān)測(cè)的結(jié)果和質(zhì)量，在采樣前需要細(xì)致地了解污染區(qū)的工農(nóng)業(yè)分布情況，了解污染土壤的土質(zhì)狀況，對(duì)可能的污染源做出分析，科學(xué)分布樣品采集點(diǎn)。在整個(gè)采樣過(guò)程中應(yīng)防止樣品混亂，標(biāo)記好樣品。采樣的方法應(yīng)根據(jù)不同樣品的特點(diǎn)選擇，為保證采樣的準(zhǔn)確性和防止不必要的失誤，就需要對(duì)采樣人員做好培訓(xùn)，提高采樣過(guò)程的規(guī)范性。最后，加強(qiáng)樣品運(yùn)輸中的保護(hù)，尤其是有針對(duì)性地保護(hù)好易揮發(fā)的物質(zhì)。

3.2準(zhǔn)確性控制

在土壤重金屬監(jiān)測(cè)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的測(cè)定一般采用加標(biāo)回收的方法，隨機(jī)選取15%的樣品實(shí)施加標(biāo)回收測(cè)定，為保證測(cè)定的效果，每一批次需要保證不少于兩個(gè)樣品的測(cè)試，該控制方法的效果主要體現(xiàn)在對(duì)缺乏質(zhì)控樣品時(shí)的準(zhǔn)確性控制。

3.3精密度控制

對(duì)土壤重金屬監(jiān)測(cè)中精密度的控制主要利用設(shè)置平行樣本的方法，對(duì)相同批次的樣品，建立對(duì)應(yīng)的平行樣本，進(jìn)行平行樣品實(shí)驗(yàn)，以這種方式在一定程度上實(shí)現(xiàn)有效的平行監(jiān)測(cè)，降低整體偶然誤差，從而提高樣品監(jiān)測(cè)的精密度。對(duì)不同批次的樣品，通過(guò)建立質(zhì)量控制樣本的方法，對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)的誤差實(shí)行有效的控制，當(dāng)監(jiān)測(cè)樣品不能達(dá)標(biāo)時(shí)，需要再次實(shí)施樣本監(jiān)測(cè)，以原有監(jiān)測(cè)方法為基礎(chǔ)，增加10%的平行雙樣，只有實(shí)驗(yàn)合格率大于95%方可結(jié)束實(shí)驗(yàn)。樣品消散有效性的控制可通過(guò)抽取30%的樣品實(shí)施平行樣品監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中關(guān)鍵點(diǎn)在于要確保每批消解監(jiān)測(cè)樣品中至少含有5個(gè)獨(dú)立樣品、2個(gè)平行樣品和1個(gè)質(zhì)量控制樣品，通過(guò)科學(xué)、有效的方法控制監(jiān)測(cè)結(jié)果，控制好偏差的范圍。

總之，土壤重金屬污染是較為嚴(yán)重的環(huán)境污染方式，在土壤內(nèi)，微生物無(wú)法有效降解重金屬，當(dāng)進(jìn)入了水體及生物體內(nèi)以后，可能跟著食物鏈進(jìn)入人體，長(zhǎng)時(shí)間積累將對(duì)人的健康產(chǎn)生不良影響，重金屬對(duì)土壤的污染程度也直接威脅到耕地安全性。相關(guān)部門務(wù)必加強(qiáng)土壤重金屬含量檢驗(yàn)力度，創(chuàng)新和改進(jìn)測(cè)量方式及儀器，制訂完善的監(jiān)測(cè)體系，全面控制準(zhǔn)確性和精密程度，獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，為土壤污染預(yù)防工作的開(kāi)展提供技術(shù)支撐。

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