土壤重金属监测与土壤环境质量有效控制

土壤重金属监测与土壤环境质量有效控制

伍亮

( 湖北省理化分析测试中心有限公司 湖北省 武汉市 430022)

摘要:工业生产中不合理地排放废弃物，很容易造成重金属污染，而且由于各类工程在生产过程中对于自身的约束不足，导致有害废弃物大量排放，使得土壤中的重金属含量不断飙升。而重金属无法被微生物降解，在土壤中会持续累积，当达到一定含量之后，就会造成严重的土壤污染，重金属监测的重难点在于土壤中的重金属含量很难被肉眼所观测到，因此就需要借助相应的土壤重金属快速监测技术，以此来实现对土壤中的重金属元素和具有含量的把控和确认，以此来提高重金属防治工作的有效性。

关键词：土壤重金属监测；土壤环境；质量控制

引言

土壤是人赖以生存发展的基础，要想实现可持续发展目标，就必须做好对土壤环境的治理与保护。但近年来，我国各地土壤环境污染问题日益严重，部分地区土壤中重金属含量超标，酸性化趋势严重，这导致我国社会经济以及群众身体健康都大受影响。因此加强土壤环境监测与保护已经刻不容缓。

一、土壤重金属

土壤重金属污染从本质上来说是属于土壤无机污染当中的一种，但是我们发现，土壤中所含的重金属是无法通过土壤微生物进行分解的，而土壤特殊的结构使得土壤很容易积累重金属，当浓度累加到一定程度之后，就会逐渐转变为甲基化合物.而且很多有毒物质还会通过植物转化到食物链中，以有害浓度积累在人体中。

可以说土壤重金属是我国当下极为严重的环境污染问题，对于国民健康有极大的危害。一般来说，根据土壤重金属污染物的元素不同，大致可以相应的分为汞、镉、铅、铜、铬、砷、镍、铁、锰、锌等多种元素。而这些元素有些是植物需要的生长元素，而有些则是属于植物生长不需要的元素，而通常这类不需要的元素，会对人体产生极大的影响和危害。诸如铜、锌，这类元素是植物生长发育过程中所需要的元素，而且人体也需要定量的摄入，但是正所谓月满则亏，水满则溢，当这些元素过多时，反而会阻碍植物的正常生长。

二、土壤重金属监测

2.1 激光诱导击穿光谱法

激光诱导击穿光谱法是分析检测领域中一种全新的激光烧蚀分析技术，其主要原理是：激光可以在透会聚光镜的作用之下完成光的汇聚，以此形成高功率的激光，这一类型激光可以使得采集的土壤样品表层物质电离并且气化，后续就能够形成高温高能的电浆，以此为基础就能够得到相关的电浆辐射出的原子和离子光谱，再利用信息技术和计算机系统针对光图谱进行分析之后，就能够得到待测样品的组成和浓度，这一检测方式的精准度还是比较高的，用起来也比较方便。需要注意到的是，激光诱导击穿光谱法应用过程中，其配置的光谱仪类型具有多样化的特点，相关的施工单位和监测机构需要根据自身的需求选择不同的光谱仪。

2.2 生物化学传感器检测法

该类技术主要是在化学传感器基础上发展的一种分析检测技术，利用固定在电极或探头上的蛋白质或酶的特异性与待测物质结合产生的变化，通过将变化情况转换为电信号从而对其中的重金属进行快速监测，常用的有酶分析法，免疫分析法等。该类技术均具有操作较简单，灵敏度高的优点，但受限于相关酶、络合物、抗体等因素，难以同时对多种元素进行检测，而且单样品中含有有机污染物时，容易受到干扰等不足，后续发展中应以多种元素检测、提高设备精密度，缩小设备体积为方向，使该类技术进一步得以应用。

2.3 原子吸收光谱法

当辐射通过自由原子蒸气，且入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，原子就要从辐射场中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。简单来说，原子吸收光谱法的原理其实就是：基于物质产生的原子蒸汽理论，土壤颗粒物中重金属监测中原子吸收光谱法的应用，可以针对采集到的样品的特征光谱进行定量分析，这样就能够得到待测土壤样品中重金属元素的含量和种类，原子吸收光谱法的应用，能够使得重金属监测结果的准确度得到提升，实际检测过程中能够避免其他因素的影响，实际的测定范围也是比较广泛的，这是原子吸收光谱法广泛在土壤颗粒物中重金属监测中进行应用的主要原因之一。

三、 土壤环境质量有效控制

3.1 样品采集

采样人员应严格按照标准方法的要求进行采样，且采样现场应不少于两名监测人员，监测人员必须具备土壤采样资质，能够全面掌握现场情况。采样装置宜保持清洁，以免之前样品残留部分转移到后续样品而造成交叉污染。注意采样工具与容器的选择，避免样品因与其接触而导致污染，同时对样瓶中的污染物质无吸附作用。通常采集无机类样品应用木质类采样工具，样品盛装于布袋或聚乙烯塑料袋中，密封保存；有机类样品应用金属或木质类采样工具，样品盛装于棕色磨口玻璃瓶装且装满，防止污染物挥发而造成损失。在现场采样时应选择采集一定比例的现场平行土样，通常为 10 %。样品采集完成后，应对样品设置清晰且唯一的标签。土壤样本的采集分为表层土样采集和剖面土样采集，一般监测采集 0~20 cm 表层土样，特殊要求的监测如污染事故调查、土壤背景调查等必要时采集剖面土样。样本采集完成后，按照先底层土、再表层土的顺序进行回填。

3.2 建立健全土壤环境监测质量保证体系

要想使土壤环境监测质量达到标准要求，就需要按照国家与行业提出的相关技术标准与规范，根据相关法律法规要求建立起科学完善的质量保证体系。由于土壤环境监测是一项系统且复杂的工作，监测过程中易受到环境、人员、设备等各种因素的影响。因此在正式开展土壤环境监测之前就需依据有关标准将土壤环境监测实施细则制定出来，并且制定有关的质量保证制度、质量保证技术方案，从各个方面对土壤环境监测工作进行管控，确保土壤环境监测质量能够达到标准要求。除此之外，前文已经提及，在土壤环境监测工作中各类仪器设备会对监测结果的精度产生很大影响，为此还应对环境监测仪器标准化管理体系进行逐步的健全完善，要制定仪器设备管理方案，对仪器设备管理方法、管理标准、操作规程以及质检标准等进行明确，有效减少仪器设备质量与安全隐患，为土壤环境监测工作的开展打好基础。在对各仪器设备进行检测管理时，可协调组织各部门共同强化质量管理，确保仪器设备精密、安全、专业、可靠。

3.3 空白试验的控制

在每批样品的分析过程中均应进行空白试验，保证空白试验的结果满足标准方法的要求，通常是低于方法检出限。通过空白试验可以确认在整个分析过程中所使用的试剂、耗材与仪器等对样品分析是否造成污染，对分析结果是否有显著干扰。通常每批样品应至少做 2 个空白样，与样品进行相同的前处理过程，其相对标准偏差不大于 50 %。当空白值超出标准方法要求时，应对整个实验分析过程进行检查，确定是在哪一环节引入大的系统误差并通过措施减少误差的引入，降低空白值。

结束语

土壤环境监测具有一定的系统性与复杂性，监测质量不易控制。在土壤环境监测过程中，人员、环境、设备、技术方法等都会对采样精度与分析精度产生影响，进而造成监测结果失真失准。鉴于此，在开展土壤环境监测时，要能依据国家规范与行业要求，根据各项法律规定与监测内容建立质量保证体系，完善仪器设备管理制度，加强监测人员教育管理与监测方法创新，保证土壤环境监测质量。

参考文献

[1] 潘玉虎，李宏波，王丽君 . 土壤监测的全程序质量保证及质量有效控制 [J]. 环境与发展，2019,(9):178-179.

[2] 郭学飞，曹颖，焦润成，等.土壤重金属污染高光谱遥感监测方法综述[J].城市地质，2020（3）：320-326.