試論土壤中重金屬監(jiān)測(cè)前處理方法

河北省承德生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 河北 承德 067000

1 前言

近年來(lái),國(guó)內(nèi)部分地區(qū)的礦產(chǎn)資源在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,由于冶金、選礦技術(shù)的影響,部分礦區(qū)并未進(jìn)行環(huán)保工作的有效治理,使得部分廢棄物未經(jīng)處理便投入當(dāng)?shù)丨h(huán)境,造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響。如化肥使用過(guò)量,導(dǎo)致土壤中重金屬污染程度增加,其中氮肥、鉀肥類(lèi)重金屬比例較低、磷肥中重金屬比例較高;部分農(nóng)藥的過(guò)量使用,其中包含鉛、有機(jī)汞等重金屬,易導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)的突變,極易導(dǎo)致土壤出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)流失的情況,使得農(nóng)作物的品質(zhì)、產(chǎn)量等大幅下降。因此,業(yè)內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)必須及時(shí)進(jìn)行土壤重金屬的監(jiān)測(cè),確保環(huán)境質(zhì)量調(diào)查、環(huán)境保護(hù)工作的順利進(jìn)展。土壤中重金屬的監(jiān)測(cè)工作中,其較為關(guān)鍵的部分便是土壤前處理,該環(huán)節(jié)處理不當(dāng),極易導(dǎo)致重金屬監(jiān)測(cè)效果和實(shí)際情況存在明顯偏差,因此,積極合理地進(jìn)行重金屬監(jiān)測(cè)前處理是穩(wěn)定監(jiān)測(cè)土壤重金屬的前提性條件。

2 土壤重金屬監(jiān)測(cè)的主要方法

2.1 異位監(jiān)測(cè)法 該方法是較為傳統(tǒng)的土壤重金屬監(jiān)測(cè)手段,具有測(cè)量精度高的優(yōu)勢(shì),但是存在耗時(shí)長(zhǎng)的弊端。目前,異位監(jiān)測(cè)法的應(yīng)用,一般在土壤重金屬監(jiān)測(cè)中應(yīng)用范圍較廣。首先,需要先進(jìn)行采樣,然后將樣品送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。異位監(jiān)測(cè)手段應(yīng)用中,可將其進(jìn)一步細(xì)分為化學(xué)分析法、儀器分析法。前者對(duì)土壤重金屬的監(jiān)測(cè)處理中,主要是借助特定的化學(xué)反應(yīng),經(jīng)由滴定法完成測(cè)定目標(biāo)。這一方法在應(yīng)用中,必須加強(qiáng)樣品前期的精細(xì)化處理?？紤]到土壤重金屬測(cè)量環(huán)節(jié)較為簡(jiǎn)單,化學(xué)分析法多用于微量元素的測(cè)量中。該方法弊端為靈敏度低,監(jiān)測(cè)過(guò)程中必須嚴(yán)格按照對(duì)應(yīng)流程完成操作。在儀器分析法中,需聯(lián)合應(yīng)用電化學(xué)儀器、光學(xué)儀器等共同完成土壤內(nèi)部重金屬的監(jiān)測(cè)。該方法比化學(xué)分析法的精度更高,可為后續(xù)土壤污染的治理提供明顯參考價(jià)值。實(shí)際應(yīng)用中,異位監(jiān)測(cè)法在應(yīng)用中,一般會(huì)結(jié)合化學(xué)分析法、儀器分析法。前者可進(jìn)行污染物種類(lèi)的判斷,后者主要是完成定量分析。

2.2 原位監(jiān)測(cè)法 該方法屬于一種新型混合式土壤重金屬監(jiān)測(cè)手段,包含環(huán)境磁學(xué)技術(shù)、高光譜分析、生物間接測(cè)定等技術(shù)。該方法使用中,不會(huì)對(duì)被監(jiān)測(cè)物的周邊區(qū)域產(chǎn)生過(guò)度影響,可及時(shí)完成反饋、跟蹤處理。借助該監(jiān)測(cè)手段,可及時(shí)進(jìn)行土壤重金屬動(dòng)態(tài)變化情況的分析,還可進(jìn)一步完成動(dòng)態(tài)反饋,明顯縮減了空間、時(shí)間方面的限制作用。

3 土壤中重金屬監(jiān)測(cè)前處理方法

土壤中重金屬監(jiān)測(cè)過(guò)程中,首先,要及時(shí)對(duì)土壤樣品進(jìn)行預(yù)處理,考慮到土壤屬于固體顆粒,其內(nèi)部包含的重金屬成分監(jiān)測(cè)難度較高,同時(shí)受外界多種原因影響,最終監(jiān)測(cè)結(jié)果極易出現(xiàn)偏差。新時(shí)期,土壤中重金屬的監(jiān)測(cè)過(guò)程中,一般在溶液中進(jìn)行土壤的溶解,隨后對(duì)溶解液進(jìn)行試驗(yàn)分析,本文對(duì)具體溶解方法分析如下。

3.1 電加熱全酸分解法 為了保證及時(shí)進(jìn)行土壤重金屬的監(jiān)測(cè),預(yù)處理環(huán)節(jié)中,首先要進(jìn)行取樣,保證所取樣品要具有較高的針對(duì)性,落實(shí)分區(qū)域的取樣原則。將0.5g左右樣品放于坩堝中,添加鹽酸、水,加熱使得鹽酸濃度增加,隨后添加濃硝酸,保證土壤被溶解,逐步形成粘稠狀物質(zhì)。再在樣品中添加氫氟酸,并同時(shí)進(jìn)行坩堝的搖晃。整個(gè)過(guò)程都要維持低溫加熱的狀態(tài)。最后添加高氯酸,加熱到出現(xiàn)淡黃色粘稠物為止。上述便是整個(gè)加熱過(guò)程,隨后讓樣品自然冷卻,并借助10%的稀硝酸完成坩堝等器具的清洗,及時(shí)進(jìn)行殘?jiān)娜芙馓幚?使得最終冷卻后的溶液總體積維持在50ml左右。上述整個(gè)環(huán)節(jié)中,必須考慮樣品總量的影響,避免樣品掉落、樣品粘連等導(dǎo)致的質(zhì)量下降。操作后,對(duì)應(yīng)溶液體積要維持在50ml左右。電加熱全分解法中,可及時(shí)完成汞、鉛、銅等金屬的監(jiān)測(cè),處理后,針對(duì)相應(yīng)溶液完成預(yù)熱處理,可確保土壤中的重金屬完全溶于對(duì)應(yīng)液體當(dāng)中。

土壤中重金屬的監(jiān)測(cè)處理環(huán)節(jié)中,電加熱法是常見(jiàn)方法,溶液常見(jiàn)、操作簡(jiǎn)單。相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員要結(jié)合樣品中可能包含的重金屬種類(lèi)進(jìn)行酸液添加量的調(diào)整,以保證后續(xù)土壤檢測(cè)等操作滿(mǎn)足針對(duì)性要求,提高檢測(cè)結(jié)果的實(shí)際精度。

3.2 微波消解法 為了及時(shí)進(jìn)行土壤樣品的有效處理,確保后續(xù)檢測(cè)效果的安全性、精確性,可借助微波消解法完成有效處理。微波消解法在進(jìn)行應(yīng)用中,一般也是應(yīng)用于預(yù)處理環(huán)節(jié)。首先,借助300GHz的電磁波完成土壤沖擊處理,在外界電磁波動(dòng)的作用下,土壤內(nèi)部的極性分子便可根據(jù)微波頻率而出現(xiàn)明顯地變化,內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)程度明顯增加。同時(shí),土壤內(nèi)部的分子在微波作用下,可能會(huì)出現(xiàn)摩擦、碰撞等現(xiàn)象,利于土壤溫度的提升。這一狀況作用之下,土壤內(nèi)部的離子便會(huì)逐步在電磁場(chǎng)作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng),同時(shí)還會(huì)逐步發(fā)生撞擊作用。從上述現(xiàn)象的產(chǎn)生原理方面分析,微波消解法可確保酸性混合物、土壤樣品的快速融合,增加了樣品的溶解速率。

結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況,微波分解法在硅含量高的土壤中較為適用,這類(lèi)土壤在進(jìn)行酸液溶解中,存在難度較大的特點(diǎn),相關(guān)人員需借助微波分解法方可及時(shí)進(jìn)行土壤處理,保證其逐步形成細(xì)小的顆粒,并最終溶解到酸性溶液中。

結(jié)語(yǔ)

重金屬對(duì)土壤環(huán)境具有極為惡劣的影響,工業(yè)發(fā)展新時(shí)期,土壤中重金屬污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,相關(guān)人員必須采取合理措施進(jìn)行重金屬含量的監(jiān)測(cè)。環(huán)保相關(guān)機(jī)構(gòu)要合理進(jìn)行土壤資源環(huán)境的判斷,考慮其是否存在嚴(yán)重的污染問(wèn)題,并尋求解決策略,力求有效進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。為了提高重金屬監(jiān)測(cè)的精度,分析中必須及時(shí)進(jìn)行預(yù)處理。本文詳細(xì)探討了兩種預(yù)處理方法,旨在為重金屬監(jiān)測(cè)前預(yù)處理方案的制定提供一定借鑒價(jià)值。