PXRF測(cè)定土壤中的重金屬及污染防控措施

王 潮

（清遠(yuǎn)市清城區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站 廣東清遠(yuǎn) 511520）

引言

最近幾年，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境質(zhì)量出現(xiàn)了巨大的轉(zhuǎn)變，工業(yè)污染物排放、農(nóng)藥化肥過度使用等，直接引發(fā)土壤中重金屬超標(biāo)，各類污染事件層出不窮，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，導(dǎo)致各類農(nóng)作物無法正常生長。根據(jù)相關(guān)知識(shí)可知，重金屬在土壤當(dāng)中遷徙難度比較大，只能在小范圍內(nèi)活動(dòng)，無法被微生物分解，只會(huì)在食物鏈中逐步延伸，最終進(jìn)入到人體內(nèi)部，影響到身體健康[1]。所以，積極開展土壤重金屬檢測(cè)與分析，探索快速檢測(cè)方法，更加精準(zhǔn)的掌握土壤重金屬含量，能夠幫助更好的掌握土壤重金屬污染。與此同時(shí)，結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況，給出污染防控具體的對(duì)策與意見，進(jìn)而不斷改善生態(tài)環(huán)境，為人類的生存保駕護(hù)航。

1 PXRF 概述

1.1 PXRF較傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢(shì)

在檢測(cè)土壤重金屬時(shí)，過去更多的通過化學(xué)分析儀器來得到結(jié)果，比如：分光光度法、原子熒光光譜（AFS）、原子吸收光譜（AAS）、電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-AES）、電化學(xué)法等，要想完成測(cè)試，需要購置各類大型儀器，資金投入量巨大，并且需要經(jīng)過復(fù)雜的前處理與檢測(cè)，因此效率相對(duì)比較低，而且檢測(cè)成本比較高，在測(cè)試過程中所用到的各類有機(jī)試劑，可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。因此，過去所采用的檢測(cè)法已經(jīng)無法滿足環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)需求，對(duì)比來講，便攜式X 射線熒光光譜分析（PXRF）為新型的檢測(cè)技術(shù)，前處理簡單，不需要消解，壓片就可以直接檢測(cè)，操作簡單，分析周期短，能夠準(zhǔn)確而快速的測(cè)試土壤與農(nóng)產(chǎn)品中重金屬含量，同時(shí)也是未來重點(diǎn)發(fā)展的檢測(cè)技術(shù)[2][3]。該技術(shù)能夠同時(shí)針對(duì)多種元素進(jìn)行測(cè)試，可快速得到結(jié)果，檢測(cè)成本相對(duì)比較低，尤其是適合大量樣品檢測(cè)，因此被大量應(yīng)用于土壤重金屬污染與農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)分析中，能夠快速而精確的得到污染元素類型與含量，進(jìn)而做出污染預(yù)警。

1.2 PXRF與原子吸收光譜(AAS)在土壤重金屬監(jiān)測(cè)中精密度和準(zhǔn)確度的比較

選擇土壤成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07403（GSS-3）和GBW07404（GSS-4）分別平行稱取2 份，分別使用XRF 法和原子吸收光譜法（AAS）測(cè)定土壤中銅、鋅、鉛、鎘、鎳、鉻六種元素的含量，同時(shí)將檢測(cè)結(jié)果與土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的推薦值進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）和相對(duì)誤差（RE），具體結(jié)果見表1。由數(shù)據(jù)可見，原子吸收光譜法（AAS）的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%，且測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值也比較接近，而PXRF 法測(cè)定結(jié)果還是比較可信的，可用于土壤中重金屬元素的環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)[4]。

表1 PXRF法和原子吸收光譜法（AAS）測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)誤差

便攜式X 射線熒光光譜技術(shù)在后續(xù)的研究與探索中，最主要就是不斷降低檢出限，做到快速而準(zhǔn)確的定量檢測(cè)，提高其應(yīng)用范圍與使用效率，尤其是在土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)估與應(yīng)急監(jiān)測(cè)中，未來發(fā)展前景良好。

2 土壤重金屬污染防控對(duì)策與建議

2.1 政府推動(dòng)，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管保護(hù)和加大治理力度

政府在對(duì)重金屬污染進(jìn)行治理時(shí)，將會(huì)起到?jīng)Q定性作用，因此要制定更加合理的政策，來推動(dòng)環(huán)境修復(fù)工作有序展開。針對(duì)監(jiān)管來講，結(jié)合現(xiàn)有的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)具體生產(chǎn)過程實(shí)施有效監(jiān)管，涉及到污染物排放區(qū)域，要注重對(duì)周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)與執(zhí)法檢查，強(qiáng)化對(duì)處理設(shè)施、治污設(shè)施以及對(duì)周邊環(huán)境的管理，同時(shí)要積極開展整治工作；對(duì)沒有被污染的環(huán)境進(jìn)行保護(hù)時(shí)，必須堅(jiān)決落實(shí)準(zhǔn)入制度，保護(hù)沒有被污染的土壤，嚴(yán)格管控污水灌溉與污泥回收利用，避免對(duì)農(nóng)田與水源造成新的污染，強(qiáng)化環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控；對(duì)于環(huán)境治理，針對(duì)被污染的耕地進(jìn)行分類管理，不同的類型采取不同的修復(fù)措施，如果是重度污染土壤，要通過物理化學(xué)或其他措施來進(jìn)行修復(fù)；針對(duì)產(chǎn)業(yè)促進(jìn)來講，加強(qiáng)與政府部門、科研機(jī)構(gòu)的合作，強(qiáng)化這方面的研究與分析，積極落實(shí)修復(fù)試點(diǎn)示范與區(qū)域土壤污染綜合治理，將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)力，應(yīng)用到地方企業(yè)中，積極鼓勵(lì)企業(yè)與社會(huì)閑散資金進(jìn)行投資，進(jìn)行土壤環(huán)境保護(hù)與綜合治理，政策來積極進(jìn)行引導(dǎo)，不斷開拓融資渠道，積極鼓勵(lì)各類企業(yè)深入研發(fā)修復(fù)技術(shù)與設(shè)備，主動(dòng)承擔(dān)土壤污染修復(fù)項(xiàng)目，加快土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.2 示范先行，加強(qiáng)土壤重金屬污染治理綜合示范區(qū)建設(shè)

開展土壤環(huán)境修復(fù)工作時(shí)，政府制定的政策將起到非常重要的作用，也依賴于完善的法律法規(guī)，同時(shí)需要政府環(huán)保部門、各級(jí)地方政府、企業(yè)間積極配合，構(gòu)建創(chuàng)新性聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展與創(chuàng)新，綜合考慮地域特征，構(gòu)建完善的修復(fù)技術(shù)體系，打造科學(xué)合理的治理模式。綜合考慮國內(nèi)當(dāng)前土壤中金屬污染治理狀況，在大力發(fā)展生產(chǎn)力的同時(shí)，也要注重環(huán)境修復(fù)與治理，銜接地方規(guī)劃與各項(xiàng)重大工程，挑選具有代表性的污染區(qū)域，積極開展示范工程，為其他地區(qū)開展污染修復(fù)提供指導(dǎo)意見與依據(jù)，構(gòu)建土壤重金屬污染修復(fù)網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)體系、各類集成技術(shù)成果綜合展示平臺(tái)等。通過示范工程的帶頭作用，積極進(jìn)行創(chuàng)新與改革，綜合考慮區(qū)域特征，形成科學(xué)性與系統(tǒng)性的解決方案，對(duì)國內(nèi)其他地區(qū)開展土壤重金屬污染治理提供幫助，形成榜樣的作用，帶動(dòng)各類污染區(qū)域，全面落實(shí)重金屬污染土壤修復(fù)治理工作。

2.3 市場(chǎng)帶動(dòng)，探索產(chǎn)業(yè)化修復(fù)治理模式

受到傳統(tǒng)因素的制約，國內(nèi)土壤污染治理面臨著很多的困難，與此同時(shí)，環(huán)境修復(fù)市場(chǎng)也迎來了全新的發(fā)展期，面臨著很多的機(jī)遇。要想進(jìn)行污染修復(fù)與安全性生產(chǎn)，必須要依賴于規(guī)?；c產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)。除此之外，要強(qiáng)化各方面的研究，不斷推出全新的技術(shù)裝備與產(chǎn)品，努力改善服務(wù)質(zhì)量，推廣更加先進(jìn)的技術(shù)，尤其是土壤內(nèi)重金屬穩(wěn)定與固化技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)等等，要盡可能的避免二次性污染，切實(shí)提升資源的有效利用率。積極開展研發(fā)工作，朝著產(chǎn)業(yè)化方向快速發(fā)展，全面落實(shí)工程示范，同時(shí)加快應(yīng)用步伐，積極引導(dǎo)各類環(huán)保企業(yè)參與其中，實(shí)現(xiàn)協(xié)同發(fā)展[5]。在開展具體工作時(shí)，首先要明確產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)，注重部門與部門間、行業(yè)與行業(yè)間的合作，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)治理，進(jìn)而推廣成本低廉、環(huán)境友好、具備市場(chǎng)核心競(jìng)爭力的修復(fù)產(chǎn)品與技術(shù)。最近幾年，國家與地方政府開始注重這方面工作，制定了各項(xiàng)政策與制度，采取產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合發(fā)展模式，對(duì)于重點(diǎn)區(qū)域的污染土壤，積極開展治理，形成重點(diǎn)示范工程，充分利用技術(shù)指導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，依賴于政府制定的優(yōu)惠性政策，鼓勵(lì)社會(huì)各界廣泛參與其中，形成多元化投入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)環(huán)境修復(fù)、污染物資源化再利用等完善的技術(shù)，最終朝著產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展，打造全新的商業(yè)發(fā)展模式，將技術(shù)真正的轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。具體開展修復(fù)工作時(shí)，要全面推動(dòng)環(huán)境修復(fù)產(chǎn)業(yè)與服務(wù)行業(yè)的發(fā)展，借助產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)，加快土壤重金屬污染治理的發(fā)展，改善土壤環(huán)境。

2.4 科技驅(qū)動(dòng)，加強(qiáng)技術(shù)集成與創(chuàng)新研究

開展重金屬污染治理工作時(shí)，需要建立健全的技術(shù)體系。針對(duì)源頭控制來講，要積極開展研發(fā)工作，注重對(duì)各類污染物的清潔處理，同時(shí)要注重資源化再利用，變廢為寶，走綠色發(fā)展道路；針對(duì)傳播路徑，要采取科學(xué)合理的措施，防止污染物擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)有效攔截；進(jìn)行土壤治理時(shí)，要采取先進(jìn)的修復(fù)治理技術(shù)，更多的通過生物性修復(fù)來達(dá)到自己目的，避免在這里的同時(shí)造成二次污染，導(dǎo)致治理成本增加?，F(xiàn)階段，不管是生物舉措、化學(xué)手段還是工程措施，治理技術(shù)整體來講相對(duì)單一化，因此要投入更多的科研力量，進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，對(duì)研發(fā)過程中的各類舉措不斷優(yōu)化與調(diào)整。另外，充分利用國際平臺(tái)優(yōu)勢(shì)質(zhì)，借鑒于引入其他國家先進(jìn)的技術(shù)理念與經(jīng)驗(yàn)，積極進(jìn)行創(chuàng)新，綜合考慮國內(nèi)的具體國情與污染現(xiàn)狀，切實(shí)提升修復(fù)效率，有效的控制修復(fù)成本，為開展污染治理工作提供先進(jìn)的技術(shù)手段段[5][6]。通過全面研究與分析，為制定國家性土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系、環(huán)境修復(fù)的管理措施提供依據(jù)，借助政策的引導(dǎo)，對(duì)土壤環(huán)境進(jìn)行修復(fù)與治理。

結(jié)語

隨著PXRF 技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，檢出限、準(zhǔn)確度和精密度的進(jìn)一步提高，利用PXRF 快速測(cè)定的優(yōu)勢(shì)，可以應(yīng)用于土壤環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)，可迅速鎖定污染物及污染區(qū)域，為土壤重金屬污染防治提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)，土壤重金屬污染防治可從從政府推動(dòng)、產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)、工程示范以及科技驅(qū)動(dòng)等方面著手，以保障土壤環(huán)境安全，促進(jìn)土壤資源的有效利用。