土壤中的重金属及检测技术研究

土壤中的重金属及检测技术研究

高梅

深圳市环境工程科学技术中心有限公司518057

摘要：土壤是自然环境中的基础要素之一，更是支撑动植物与人类赖以生存的基础资源，但是随着环境污染的加重，土壤重金属污染问题愈发严重，备受人们关注，并衍生了相应的土壤中的重金属检测技术。本文在分析土壤中的重金属及其检测技术时，主要分析了土壤中重金属检测的必要性以及土壤中重金属的危害，最后深入的分析了土壤中重金属的检测技术。

关键词：土壤成分；重金属；检测技术

引言：

土壤中重金属含量的增多是随着土壤污染问题的出现而加重的，土壤中的重金属主要指的是由金属化工、冶金等产业生产过程中产生的废料的堆积。土壤中中金属含量的提高使得土壤质量受到影响，对生态环境造就巨大危害。因此，必须加强对土壤中重金属含量的控制，同时做好对土壤中重金属的检测，积极的探索更加高效的土壤中重金属检测技术，以尽量降低土壤污染程度。

1土壤中重金属检测的必要性

土壤中的成分极易受到影响而产生变化，尤其是在当前社会发展迅速，城市化不断推进的背景下。城镇化的推进以及工业化的发展意味着越来越多的工业排放，包括废料、废气和废水等，其中尤其是在工业生产中排放的废弃物中很可能含有大量的重金属，直接排放大土壤中，导致土壤中重金属含量增加。此外，土壤中重金属含量的增多的因素还包括农业生产过程中使用的化肥和农药不合理，使得农业和化肥中的重金属通过多种路径进入土壤中，且土壤自身并不能对重金属进行降解，导致土壤中的重金属不断堆积。

对于土壤环境而言，重金属的存在会使其肥性降低。重金属本身具有较强的隐蔽性和较高的毒性，若在重金属含量高的土壤中栽种植物，会影响植物生长质量。基于此，就应该不断加强对土壤中重金属含量的检测，以及对重金属性质和危害性的检测。

结合传统的土壤中重金属的检测手段可知，在检测时，其主要目的是对重金属全量的有效性，传统的检测手段在当前看来存在较大的弊端，即没有充分考虑到土壤自身的成分复杂这一基本特征，导致重金属在土壤中会有不同的反应机理，从而呈现出不同的形态，不同形态的重金属其有效性是存在较大差别的，重金属的毒性虽然和重金属总量的有效性有关，但同时也会受到重金属形态分布的影响。因此，在当前的土壤中重金属的检测过程中，同时要做到对检测技术的更新，要提高检测技术的覆盖性，在检测重金属有效性的基础上，对重金属的形态有所把握，以了解重金属的污染程度，并同时评估重金属可能会对农作物以及人类健康产生的威胁。在完善的检测技术的支持下，能够得出全面的重金属检测结果，为制定有效的重金属污染和修复措施提供科学的参考，尽可能降低土壤重金属对土壤生长环境的威胁。

2土壤重金属污染的危害性

城镇在发展过程中，会出现一系列的生产活动，生产活动的形式多样，且大部分生产活动都会对土壤成分产生影响，尤其是生活垃圾的随意排放以及矿山的开采等，都会导致土壤中重金属含量的增多。城镇和城市的发展在不断地追求更高的经济效益，使得各种工业活动不断出现，产生了更多的工业给料，同时增加了土壤中的重金属含量。土壤重金属污染的增加还会使城市整体生态环境效益受到影响，多种有害物质存在于土壤中，会影响土壤正常功能，且土壤对重金属的净化能力不足，长期存在与土壤中的重金属，会破坏土壤理化性质，并最终成为一片废地，造成资源的大量浪费。

3土壤重金属污染的检测技术

3.1土壤重金属的前处理技术

（1）砷硒汞类的前处理技术

在当前的土壤重金属检测技术中，需要做好对砷硒汞类的前处理。结合当前的处理技术现状可知，在对汞类进行前处理时，处理过程为在沸水中加入（1+1）王水，并使其水浴消解，水浴消解的时长要在2h左右。然后使其冷却，并将硝酸-重铬酸钾保存液加入冷却的液体中，在对其进行稀释，稀释液为硫酸-重铬酸钾，在稀释完成之后，即可进行检测；对砷类进行前处理时，要参照汞类的消解方法，在消解时，要在160℃电热板上对硝酸-高氯酸混合酸进行消解。其与汞类消解的区别在于稀释液，砷类的稀释液为硫脲-抗坏血酸溶液与（1+1）盐酸溶液。在整个砷硒汞消解过程中，基本不会使用酸类物质，这样便于后期测量数据的获得。

（2）土壤中镍铜铅镉锌总铬的前处理

在检测镍铜铅镉锌这5种重金属时，需要较为复杂的检测操作。这5种重金属的检测技术具有基本相同的检测思路，不过也存在细微的差别。检测的总体思路是利用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸进行全分解，以达到良好的消解效果。在此基础上，确保土壤的矿物晶格被彻底的破坏，这样便可以使试液中含有所有的待测元素。其中，消解是所有步骤中最为关键的环节，主要需要控制好电热板的温度和加酸的时间点。消解的操作人员要具有丰富的操作经验，以把控好消解程度。在消解过程中，很可能会出现消解不完全的情况，此时就需要实验操作人员及时的多次加入同一种酸，以实现完全消解。在实验过程中，要尽量避免出现实验结果的偏差，由此则需要严格的把控可能影响消解结果准确性的因素，避免出现消解过程中的金属损失及消解不完全等现象。

3.2土壤重金属的检测技术及其仪器设备

（1）原子荧光光谱检测

在检测土壤重金属时，会使用到原子光谱检测技术，原子光谱检测技术的实施离不开原子荧光光谱检测仪。原子光谱检测技术的原理是对样品进行原子化，原子化样品的操作要在非火焰或者火焰的原子化器中进行。在样品原子化后，要将激发光源辐射吸收掉，并测定激光原子去活化产生的原子荧光，在此基础上，可以对金属元素测定痕量进行细致的分析。原子荧光光谱检测技术的应用主要依靠的是原子荧光仪，能够提高检测的灵敏度和精确性。

（2）原子发射光谱检测

重金属元素在检测过程中，需要重点分析重金属的物质构成，而原子发射光谱检测仪就能够通过检测得知重金属的物质组成，其原理是根据电子激发光谱的不同分析物质构成。原子发射光谱检测仪能够对每种元素进行定性和定量的分析。原子发射光谱检测仪虽然灵敏度高且适用范围广，但是在实际的使用过程中仍然受到价格昂贵以及对酸度要求较高的条件的限制，在使用时仍然要结合具体情况才能得到良好的应用效果。

（3）原子吸收光谱检测

对土壤中的重金属进行检测还涉及到一种技术及原子吸收光谱检测技术，相对应的仪器设备时原子吸收光谱检测仪。这种检测技术的检测原理是分析样品元素原子蒸汽对该元素的原子特征谱线吸收程度进行定量的分析。重金属元素中的不同元素会呈现出明显差异化的外层电子排布形式和原子结构，从而导致电子从基态跃迁到激发态过程中元素吸收能量的差异，并最终形成不同元素的共振吸收线。在检测重金属元素时，应用原子吸收光谱检测仪器，需要操作人员掌握复杂的操控过程，这种检测技术相对来说，在土壤重金属检测中应用较为广泛。

结语：

土壤中的重金属含量和自然环境安全有较高的相关性，对土壤中的重金属进行检测能够帮助土壤成分监控人员了解重金属的种类和威胁系数，从而制定出更加有针对性的重金属处理方案。土壤中的重金属含量检测人员必须严格按照检测标准进行检测，确保检测数据精确，为城市的进一步规划发展提供参考。

参考文献：

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