土壤重金屬監(jiān)測(cè)過(guò)程及其質(zhì)量控制

吳 碩

河北省張家口生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 河北張家口 075000

1 土壤重金屬污染危害和成因分析

一般說(shuō)來(lái)，土壤重金屬污染是指重金屬或重金屬衍生物對(duì)環(huán)境造成的破壞，主要是由于采礦、污水灌溉、使用重金屬超支產(chǎn)品和大量廢氣排放等原因，主要包括銅、鋅、鐵等，鉛和其他重金屬元素。重金屬污染具有隱蔽性強(qiáng)、污染源廣、不易生物降解等特點(diǎn)。它具有長(zhǎng)期性的特點(diǎn)[1]。控制重金屬污染是非常困難的。重金屬可以在食物鏈中不斷積累，最終進(jìn)入人體。因此，它會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康構(gòu)成更大的威脅。

2 土壤重金屬監(jiān)測(cè)過(guò)程

2.1 樣品采集

土壤重金屬檢測(cè)過(guò)程中的第一步就是樣品采集工作。首先需要采集具有代表性的樣品，這也是樣品采集的原則。如果采集的樣品不具有代表性，那么后續(xù)的測(cè)定分析等工作將失去意義。因此采樣過(guò)程中需要遵循多點(diǎn)混合、等量、隨機(jī)等原則，使得樣品具有代表性。針對(duì)不同的樣品需要選擇不同的器具。鐵鍬、鋤頭、竹片等是較為常見(jiàn)的采樣器具。準(zhǔn)備雨具和其他安全防護(hù)用品，以備特殊天氣需要。為了區(qū)分采樣單元，首先要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，并區(qū)分不同的地形和土壤。當(dāng)然，不同的采樣單元會(huì)有差異，在采集同一采樣單元時(shí)，應(yīng)盡量減小差異。為了進(jìn)一步減少采樣工作量，保證采樣的代表性，可以采用混合采樣的方法確定不同方向采樣單元的平均值。采樣點(diǎn)應(yīng)遵循典型和代表性標(biāo)準(zhǔn)，這是采樣點(diǎn)布局的基礎(chǔ)。分配應(yīng)該是平衡的，而需求是代表性的。因此，要進(jìn)行科學(xué)分配，就必須考慮抽樣的目的、面積和精度[2]。分布應(yīng)遠(yuǎn)離水土流失或道路。對(duì)角線采樣法適用于方形采樣區(qū)和平坦地形。另外，對(duì)角線抽樣法又可分為單對(duì)角線抽樣法和雙對(duì)角線抽樣法。蛇形取樣法適用于土壤面積大、土質(zhì)不平衡的情況，蛇形取樣法更有針對(duì)性。梅花取樣法適用于地勢(shì)平坦、土質(zhì)均勻的地區(qū)。網(wǎng)格抽樣規(guī)則適用于面積小、土地條件簡(jiǎn)單的地區(qū)。不同的采樣方法適用于不同的土壤環(huán)境條件。采樣前應(yīng)根據(jù)不同的地形和環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)分析，選擇最合適的采樣方法可以減少不必要的工作量。

2.2 預(yù)處理

通過(guò)風(fēng)干、磨碎、篩選、混勻和裝瓶對(duì)采集的樣品進(jìn)行預(yù)處理，之后在進(jìn)行樣品的消解。酸熔法消解、堿熔法消解、干灰化法等其他方法是常常被采用到消解土壤重金屬過(guò)程當(dāng)中。根據(jù)不同的樣品選擇不同的消解方法，不同的消解方法針對(duì)不同的重金屬也有不同的試劑以及不同的試劑量，這就要求在對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理過(guò)程中要科學(xué)合理的選擇消解方法。

2.3 測(cè)定分析

電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）、原子熒光光譜法（AFS）和X 射線熒光光譜法（XRF）等都是土壤重金屬樣品的測(cè)定方法。不同的樣品測(cè)定方法需要的試劑都不同，選擇對(duì)應(yīng)的試劑，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的配備，保證儀器的正常工作，準(zhǔn)備待測(cè)樣，繪制工作曲線，上機(jī)測(cè)定。

2.4 報(bào)告編寫

報(bào)告編寫前需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的核實(shí)，針對(duì)異常數(shù)據(jù)需要檢查試驗(yàn)過(guò)程，找到出現(xiàn)問(wèn)題的步驟。檢查試驗(yàn)流程的正確性，操作是否符合規(guī)定，空白值、試驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確度是否符合規(guī)定要求。如若所有的實(shí)驗(yàn)過(guò)程均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，則可對(duì)樣品進(jìn)行二次測(cè)試，如按規(guī)章實(shí)驗(yàn)后結(jié)果依然不變，則說(shuō)明異常數(shù)據(jù)可以反映土壤污染情況。報(bào)告的編寫要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)過(guò)程，要如實(shí)的將實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題編寫進(jìn)報(bào)告，同時(shí)學(xué)出解決方法。

3 土壤重金屬監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制

3.1 采樣控制

首先，采樣前要對(duì)污染土壤的土壤狀況進(jìn)行破解，詳細(xì)了解污染區(qū)的工農(nóng)業(yè)擴(kuò)散情況，并對(duì)可能的污染源進(jìn)行分離，進(jìn)行科學(xué)布局。取樣過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，并對(duì)樣品進(jìn)行標(biāo)記，以避免樣品混亂。在了解土壤狀況后，根據(jù)不同的土壤采取不同的采樣方法。加強(qiáng)對(duì)取樣人員的培訓(xùn)，避免不必要的操作失誤，保證取樣操作的準(zhǔn)確性[3]。另外，在樣品運(yùn)輸過(guò)程中，要有針對(duì)性地運(yùn)輸和保存揮發(fā)性物質(zhì)。為了保證樣品質(zhì)量，控制土壤中重金屬的過(guò)程和質(zhì)量。

3.2 精密性控制

設(shè)置平行樣本可以有效地控制采集樣本的緊實(shí)度質(zhì)量。首先，平行批設(shè)置三分之一的樣品，每個(gè)平行批次設(shè)置一個(gè)質(zhì)控樣品。平行雙樣結(jié)果不合格時(shí)，重新判定不合格樣品。同時(shí)對(duì)15%的平行試樣進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，合格率不低于95%。

3.3 準(zhǔn)確性控制

標(biāo)準(zhǔn)加入量的回收率是檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度分析的一種測(cè)定方法。該方法主要是隨機(jī)抽取15%的樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)加入回收率測(cè)定。當(dāng)同一批樣品數(shù)量較少時(shí)，可根據(jù)試驗(yàn)情況提高測(cè)定率，以保證每批樣品不少于兩個(gè)。標(biāo)準(zhǔn)加入回收法在無(wú)質(zhì)控樣品的情況下效果明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

以重金屬或重金屬化合物的形式遺存在土壤中的污染物就是土壤重金屬污染，這種污染會(huì)對(duì)土壤及周邊環(huán)境造成生態(tài)污染。形成重金屬污染的原因有很多，例如：農(nóng)業(yè)灌溉中的施肥，使用不恰當(dāng)?shù)暮兄亟饘俪瑯?biāo)的化肥會(huì)引起土壤的重金屬污染；工業(yè)廢水、廢氣等排放；另外采礦過(guò)程中的不合理方法也可能導(dǎo)致重金屬侵入到土壤中造成污染。土壤的重金屬污染危害極大，除了破壞生態(tài)環(huán)境以外，也會(huì)對(duì)人體和動(dòng)物造成傷害。由于重金屬元素?zé)o法生物降解，因此重金屬污染會(huì)在生態(tài)循環(huán)中不斷的擴(kuò)大，導(dǎo)致人體內(nèi)重金屬物質(zhì)不斷堆積，對(duì)人體健康造成極大的威脅。最重要的是重金屬對(duì)土壤的污染是不可逆的，被污染的土壤將無(wú)法進(jìn)行處理。