吉日鲁者马波
凉山州环境监测中心站四川省凉山州西昌市615000
摘要:土壤是生态环境的重要组成部分之一,但是人类活动对土壤资源造成了不同程度的污染,工业废弃物、农业化学试剂、城市污水等都加剧了土壤的污染,使土壤中含有大量的重金属,不仅影响植物的生长,还会污染到地下水资源。因此,在近几年中,国家加大了土壤中重金属监测力度,借此环节土壤污染的压力。基于此,本文从重金属污染概述入手,首先分析土壤中重金属监测的主要方法,然后探讨土壤中重金属监测前处理方法,希望可以借此给土壤中重金属监测技术提供一定的参考。
关键词:土壤;重金属污染;前处理;监测
1重金属污染概述
重金属污染是指镍、锡、汞、铬、铅、镉等有毒金属,这些金属可能从多种渠道进入到土壤中,造成土壤资源的污染。土壤的重金属污染在短期内无法有效的治理,而且土壤中的重金属会通过食物链进入到农产品当中,甚至影响农产品的安全。所以,在近几年中,国家加大了土壤重金属监测的力度,也不断优化土壤重金属监测的方法。
传统的土壤重金属监测技术需要十分昂贵的设备,而且监测的过程也较为复杂,所以往往需要耗费大量的人力和物力,所以无法满足社会的需求,因此开始用新型的方法进行土壤重金属监测。从近几年的实际情况来看,土壤重金属污染的来源更加多样化,不仅影响到了农业种植的产量和安全,还危害到了人们的健康。因此,土壤重金属污染监测的相关研究需要进一步加快,切实起到保护土壤资源的作用。
当土壤中有较多重金属时,此时微生物的分解能力会大大削弱,因此所含的有毒物质较多。而且随着工业化的不断发展,当前土壤资源污染的现象十分严重,已经影响到人们的正常生活,所以人们将土壤的重金属污染作为不可忽视的环境问题。另外,土壤的重金属污染治理也十分困难,需要较长的周期,而且整个过程也十分复杂,所以通过土壤重金属监测的方式就可以提前判断是否存在污染,及时采取相应的措施进行治理,这样能够起到保护土壤资源的作用。
2土壤中重金属监测的主要方法
2.1异位监测
异位监测法是一种较为传统的土壤重金属监测方法,这种方法的监测精度较高,但是往往需要消耗大量的时间。目前,异位监测法在土壤重金属监测中的应用范围较广,在具体的应用中,首先是进行采样,然后在实验室进行分析。异位监测法的分析可以分为化学分析法和仪器分析法两种,具体如下:
(1)化学分析法。化学分析法监测土壤中重金属是利用特定的化学反应,一般是采用滴定的方式进行测定。该方法需要在前期进行细致的样品处理,但是土壤重金属测量的过程较为简单,测量的结果也十分精确。因此,化学分析法常用在微量元素测量和重金属测量中。需要注意的是,化学分析法的灵敏度较低,因此在监测中需要严格按照操作流程进行。
(2)仪器分析法。仪器分析法是利用联用仪器、电化学类仪器或光学仪器进行土壤中重金属的监测。仪器分析法和化学分析法相比,能够更为准确的测量出重金属的含量,可以让后续的土壤重金属污染治理更有方向。
一般而言,采用异位监测进行土壤重金属监测时,常把化学分析法和仪器分析法结合使用,首先用化学分析法判断土壤中所含重金属的种类,然后用仪器分析法测量重金属的具体含量。
2.2原位监测法
原味检测法是一种较为先进的混合式土壤重金属监测方法,其混合了遥感技术、环境磁学技术、高光谱分析技术和生物量间接测定技术。而且,原位检测法不会影响被监测物的状态和周边环境,能够实时反馈,更可以在线跟踪。
原位检测法不仅可以有效的反馈土壤中重金属的动态变化,而且能够实现动态反馈,突破时间和空间的限制。目前,原位监测法已经有了初步的应用,但是应用的范围还较小,这也和成本较高与技术不成熟有一定的关系。
3土壤中重金属监测前处理方法
在检测土壤中重金属时,首先要对土壤样品进行预处理,因为土壤本身为固体性颗粒,此时较难检测其中的金属成分,而且由于多种因素的影响,也会导致检测结果的准确性下降等问题。在当前的土壤重金属监测预处理中,通常是将土壤溶解到溶液中,然后进行后续的实验,当前较为常用的是电加热全酸分解法和微波消解法。
3.1电加热全酸分解法
在土壤重金属监测中,预处理的方法首先是进行电加热全酸分解。第一步要进行取样,取样要具有针对性,而且要分区域进行。然后取0.5克的样品置于四氟乙烯坩埚中,然后在其中加入浓盐酸和水,通过加热的方式将十毫升的浓盐酸蒸发至五毫升,再加入浓硝酸直到加热被检测土壤至粘稠状。之后,要在样品中再加入氢氟酸,加入的量为十毫升,这时可适当的摇动干锅,仍然保持低温加热状态。最后再加入高氯酸,高氯酸的体积为五毫升,直至加热到冒白烟或者出现淡黄色的粘稠物,此时加热完成。待加热完成之后,需要样品自然冷却,然后用10%的稀硝酸对坩埚的盖子及坩埚内壁进行清洗,溶解掉残渣,保证冷却之后的容积在50毫升。在该过程中需要注意取样后的土壤样品总量,保证不会出现掉落等情况,即保证其重量不变,所有操作完成后需要保证溶液的体积在50毫升。
电加热全分解法主要是用于监测土壤中的砷、铬、汞、铅、铜等重金属,在处理的过程中,通过各种溶液的添加和适当加热,会让土壤全部溶解到溶液中,此时可进行后续的验证。在土壤重金属监测中,电加热全分解法十分常用,而且整个过程较为简单。当然,每次监测也需要根据所需检测重金属的种类进行适当的调整,比如加浓硝酸的体积和加热状态等都可进行针对性的调整,这样能够让后续的土壤检测更加有针对性,结果也更加准确。
3.2微波消解
微波消解对土壤样品进行处理是为了保证检测的准确性和安全性,而且也可以加快处理的速度。在微波消解法进行土壤预处理时,首先要用300GHz的电磁波对土壤进行冲击,此时土壤中的极性分子会根据微波的频率进行变化,保证内部分子高速运动,同时土壤内的分子在微波的冲击下会相互碰撞与摩擦,使土壤的温度进一步上升。这时土壤中的离子和带电粒子都会在电磁场中做相应的迁移运动,并且不断碰撞。本质上来讲,微波消解法是让土壤样品和酸性混合物快速混,合同时利用加热达到样品快速溶解的目的。
微波分解法适用于基体较为复杂和含硅质较多的土壤,由于这种土壤中粒子很难溶解到酸性溶液中,所以需要通过微波分解的方式将土壤打成细小的颗粒,然后完全溶解在溶液中。为了保证实验的安全,在进行微波分解时还可在石英矩管中加入硼酸。
4结语
土壤的重金属污染对环境有着恶劣的影响,而且随着社会工业的发展,当前土壤资源的重金属污染问题愈发严重,所以需要采取恰当的方式来进行重金属含量监测,这样环保部门就可以有效的判断土壤资源是否存在污染的问题,然后尽快寻找问题的根源,采取相应的治理措施,起到保护环境的作用。为了保证土壤重金属监测的准确性,当前在进行土壤重金属分析时,首先要进行预处理。本文着重分析了电热醛酸分解法和微波消解法两种措施,希望能够给土壤中重金属检测前处理方法的研究提供一定的参考。
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