土壤重金属污染现状及检测技术研讨

土壤重金属污染现状及检测技术研讨

徐蕾

江苏省徐州环境监测中心 江苏 徐州 221000

摘要：土壤重金属含量过多是环境污染加剧的重要体现，在土壤重金属超标的情况下，极易对农业生产造成一定影响，所生产的农产品品质将急剧降低，也有可能对人体健康造成威胁。因此，需要加强对土壤重金属污染问题的重视，结合当前的污染现状，采取有效的技术措施加以处理。文章在针对土壤重金属污染的危害以及污染现状进行分别阐述后，探讨可以用于检测重金属污染问题的相关技术，以期能够保障对重金属污染问题的合理判断，为土壤重金属污染治理提供有力的参考。

关键词：重金属；污染；土壤；检测技术

重金属污染指的是，土壤中的铅、铬、铁、锌以及汞等重金属的含量超标，该类元素在土壤中被其胶体结构吸附后，会与其中的有机物以及无机物发生反应，至此形成新的物质，因该类物质难以被降解，将会对土壤带来极大的污染，进而引发重金属污染问题。而在进行农业生产时，土壤污染问题也会对农业生产效率以及农产品品质构成直接影响，尤其是当人们摄入被污染区域土壤产出的农产品时，也会对人身体健康造成一定影响。因此，迫切需要针对土壤重金属污染的检测技术进行研究。

一、土壤重金属污染的危害影响

（一）危害农业生产

当土壤中各类重金属元素含量过多的情况下，很可能影响农作物的健康生长，严重时甚至会导致作物死亡，且土壤中的重金属会使作物对氮、磷、钾等元素的吸收能力降低，致使作物长势受限，造成产量降低的问题。此外，重金属也会对农产品造成污染，使农产品的品质和质量安全遭受威胁，严重影响农业生产效益。

（二）危害人体健康

土壤重金属污染物通常会通过食物或者水体被人体摄入，致使人类健康受到危害。其中的汞，在被人体摄入后将直接影响肝脏功能以及大脑神经功能；铅的毒性相对较大，被人体摄入后会引发铅中毒的问题，主要危害人的脑细胞健康以及新生儿的神经系统，很可能造成智力降低的问题；砷属于一种剧毒物质，人类接触后的致死率较高，且间接接触也会形成慢性中毒，具有一定的致癌性^[1]。

二、土壤重金属的污染现状

在工业产业快速发展的基础上，每年的工业废水排放量也逐渐增多，且由于部分工厂并未对工业废水进行统一处理，直接排放，致使对区域内的水体环境造成了极大的威胁，而当此类水体被应用于农田灌溉时，便会造成大范围的土壤污染问题。工业废水中的重金属含量过多，较为严重的情况下，每升水便会含有几百微克的重金属元素，这无疑会加大土壤重金属污染的程度。在能源开发的情况下，一些有色金属中所含有的重金属也会堆积于土壤中，产生严重的重金属污染问题。数据显示，我国既有的污水灌溉区为140万公顷，其中存在重金属污染问题的灌区占比约为64.8%，严重污染问题占比8.4%，其中以汞和镉的污染最为突出^[2]。

三、常见的检测技术

（一）光谱检测

该类技术的应用优势表现为具备较强的灵敏性，能够准确判断土壤是否存在重金属污染问题。但也存在一定的弊端，即使用成本偏高，且检测流程相对复杂，对于设备质量的要求偏高，检测过程需要消耗大量的时间，表现为检测效率偏低的问题。另外，在应用该种检测技术时，必须借助X射线，而X射线中含有大量的电离性，在应用时可能对人体健康造成威胁。因此，要求相关的操作人员具备较强的技术经验，并且能够做好防护措施，保障检测操作的规范性，降低X射线的危害影响。上述技术特点决定了该种技术难以在现场直接判断土壤中的重金属含量，因此该类技术的应用率相对偏低^[3]。

（二）电化学分析

电化学分析主要是借助电化学传感器进行土壤污染检测，其技术优势表现为可实现对土壤污染问题的自动化检测。因此，可以被应用于现场快速检测工作中。但此种技术的检测结果极易受到土壤众其他污染物的影响，致使检测结果的准确性偏低。为能提升其技术应用水平，在今后的发展中，建议针对提升电化学传感器的抗干扰能力展开研究。

（三）免疫分析技术

该种检测技术主要是针对土壤中的重金属离子进行免疫分析。在实际应用中需关注以下问题：一方面需要合理利用络合物对各类金属离子进行综合，并且在其中预留部分结构空间，确保为氧化还原提供有利的条件；另一方面，要求相应的载体蛋白具备接收金属离子化合物的能力，使其成功产出免疫原；最后，要求相关操作人员能够科学选用与金属离子产生综合反映的特异性抗体，保障免疫检测的有效性^[4]。

（四）生物传感器检测

生物传感器检测技术实际上就是通过将各类生物信息、化学信息以及物理信息转变为电信号的过程。当被检测物质进入生物敏感膜之后，便可通过识别以及其所发生的生物学反应，将其转换为特定的电信号，最后输出，便可得出被检测物的浓度。通过此种检测手段可以准确地了解土壤中重金属元素的含量，明确土壤重金属污染的程度。在前期的应用中，将生物传感器技术应用于对水溶液中毒性物质的检测研究中，实践证明，其检验灵敏度较高，输出结果的准确性可以保障。但也应该认识到由于该类检测技术对生物活性以及检测环境的要求较高，实际应用中还存在一定的局限性

^[5]。其检测流程如图1所示：

图1 生物传感器检测流程

（五）太赫兹光普检测

太赫兹光谱检测属于一种新型技术，其检测过程中所采用的设备较为先进，主要是通过对重金属分子进行激励来达成检测的目标，通过对激励后分子的振动表现来判断其能量，得出重金属浓度的一种新型检测技术。在现阶段，该种技术已经被大范围应用于土壤重金属污染检测工作中。相对来说，准确率较高，且检测效率较为突出，这为我国的环境污染治理工作提供了有力的技术支持。

（六）酶抑制技术

该技术是借助酶活性因子与土壤中重金属元素接触后所发生的甲硫基反应来对重金属含量进行检测的技术措施。其中酶活性因子的结构变化情况以及活力降低状况可被作为判断土壤中重金属含量的重要指数。此外，可以通过对比显色剂以及其吸光度对于重金属的光电信号进行判断。实际上是通过观察酶功能基团在与被检测物接触后的活力现象以及活力作用丧失现象分析被检测物浓度的过程。该类检测技术通常被应用于农药残留的检测工作中，长期应用中研制出了农药速测卡，应用中可在现场直接得出测试结果。为实现对土壤重金属污染的现场检测，在今后也可致力于研究针对重金属污染检测的速测卡。

结束语：从上文分析中可知，土壤重金属污染问题的危害性较大，无论是对农业生产还是对人类健康均会造成极大的威胁。而从目前的土壤重金属污染现状来看，各地区的土壤污染问题还较为严重，建议在今后的环境治理工作中，应将土壤重金属污染治理作为重点工作内容，并且对既有的检测技术进行深入研究，尽可能提升检测技术的可靠性以及时效性。

参考文献：

[1]武越.土壤重金属污染修复技术的研究进展[J].化工管理,2020(31):51-52.

[2]邵啸.浅析土壤重金属污染的现状以及治理[J].资源节约与环保,2020(10):105-106.

[3]张儒.试论土壤重金属检测技术现状及措施[J].科技经济导刊,2020,28(29):82-83.

[4]赵新雷,解庆锋,李胜昌.土壤重金属污染防治途径研究[J].中国金属通报,2019(12):199-200.

[5]韩倍雷.我国农田土壤重金属污染现状及检测技术分析[J].环境与发展,2018,30(11):160+162.

作者简介：徐 蕾（1980-），女，江苏徐州人，硕士，高级工程师，主要从事环境监测、土壤、地下水污染研究等工作.

项目：徐州市科技项目社会发展重点研发计划(KC17155).