关于土壤重金属检测方法的探究

关于土壤重金属检测方法的探究

石睿

中国地质调查局南京地质调查中心 江苏南京 210000

摘要：目前行业内，通常把金属元素密度值高于4.5g/cm3的定义成重金属，生物降解重金属是十分困难的，并且它对环境有着很大的污染作用。伴随目前检测技术的持续发展和优化，我们对于土壤中含有的重金属检测方法朝着多类别手段联合应用，同时检测仪器的更新升级也愈发自动化和智能化。为了能够进一步加强检测手段以及仪器使用，需要技术人员针对土壤重金属检测方法进行深入探究，促进重金属元素检测向着稳中求好的趋势迈进。

关键词：土壤成分；重金属污染；检测技术

一、土壤中重金属检测的必要性

土壤中含量较高的重金属元素包括了铜(Cu)、铅(Pb)、汞(Hg)、铬(Cr)和镍(Ni)等等，它们是因为工业排放中包含大量的重金属废弃物，或是农业种植进行化肥、农药的不合理使用。由此，近年来在土壤中检测出的重金属含量超过标准值的现象普遍存在，这不仅是危害到植物和农作物的生长及产量，还会经过不同形式进入人体体内，从而造成健康损害疾病。现阶段，关于怎样防护和解决土壤中重金属污染的问题成为了各单位十分重要的课题，而对于地质单位来说有关重金属含量的有效测定，也是管理和修复被污染土壤的方式之一。目前，检测土壤重金属含量的方式有电化学分析法、光学分析法、生物学分析法等其他新型检测方法。对于土壤中重金属含量所使用的探测仪器是控制其污染经过里最有效的检测设备，对土壤采取检验和修复也是有利于农作业整体发展。通过仪器检验，可以详细了解现有土壤各元素含量，包括存在哪些重金属物或其他危害物质，由此制定出合理有效的整治措施，尽可能地降低污染物威胁环境概率，达到恢复土壤健康生态环境的目的。

二、常规检测方法

1、电化学分析法

电化学分析法属于各类方法中最为传统的检测方法，其原理是利用测试液，将它当做原电池的组成部分，从而依靠原电池放电参数数值判断，可以有效得出所检测元素在土壤中的实际含量。目前，电化学分析法分为溶出伏安法、极谱法、离子选择性电极法几种，它们是传统检测方法中应用较多、发展较好的。其中，伏安法和极谱法二者采用的检测原理较为相似，但是极谱法更满足于钼元素的测定，而伏安法则满足对铅金属的定量检测。离子选择性电极法检测结果更为精确，且操作方法简便、适用性强，因此是电化学分析法中属于最常用的检测技术。

2、光学分析法

光学分析法也被称作光谱方法，其主要作用是吸收、发射、散射等光谱效果。这些影响的强度与被探测物质的含量呈线性关系。通过各种光学仪器来检测其波长和强度，并对其进行定量分析，从而能够得出重金属的含量。通常采用原子发射光谱法检测、原子吸收光谱法检测、原子荧光光谱法检测等。

（1）原子发射光谱法检测

在对重金属元素进行检测时，应着重金属元素进行重点分析，而原子发射光谱则能对其进行检测。其基本原理是依据电子激发光谱对各种成分进行分析。原子发射光谱仪可以对各元素的定性和定量来分析。尽管原子发射光谱仪具有很高的灵敏度和很高的应用范围，但是在实际应用中仍然受到价格高、酸度要求高的限制。

（2）原子吸收光谱法检测

同时，重金属探测技术也包含了原子吸收光谱探测技术。该检测技术的基本原理是通过对试样元素的原子蒸气进行定量地分析该因素的原子吸收能力。目前，该检测技术受干扰情况极少，因此被广泛地用于土壤检测。然而，在采用原子吸收光谱法时，只对于单种重金属元素测量，而不能对多个元素同时进行检测。若要对多个元素进行测量，就必须多次进行切换不同空心阴极灯。

（3）原子荧光光谱法

该方法在原子的发射光谱和原子的吸收光谱之间。其基本原理是，在一定频率下，基态原子的辐射可以被激发，并在一定程度上发射一个具有特性波长的荧光。受测元素的原子蒸气中的荧光强度和受测元素的含量呈线性关系，对量化元素的含量进行分析。国内对此方法的研究在全球名称前茅，主要是用于砷，汞，硒，铅的检测。这种方法的标定曲线范围很广，灵敏度也很好，但是容易受到散光因素干扰，同时会产生荧光淬灭效应，这些是值得技术人员在使用中格外注意的。

3、生物学分析法

生物学分析法可以为当下重金属物质检测提供有效性参考，其在实际应用中优势在于操作简便、成果较好，有利于减少二次污染土壤的几率。这种方法主要是通过生物减弱土壤重金属的含量，使得杂质得到有效清除，土壤元素能够变得纯净。目前，在生物学分析法中常见方法是酶分析法和生物传感器检测法两种。酶分析法是利用重金属中离子元素与酶分子中琉基或甲琉基，以此能够将酶分子原本结构进行变动重组，从而得出酶分子改变与重金属含量的线性关系，测定出了该土壤各类重金属成分。由此得出，酶分析法更适用于铜元素的测定。而生物传感器检测法是利用生物活性材料，将土壤重金属含量转化为可处理和可定量的电信号，电信号放大处理以此能够检测出含量浓度，其中微电子与传感技术为检测结果的准确性提供技术手段。生物传感器通常来说可重复使用，相较于酶分析法来说，避免了费用高、化学分析繁琐的缺点，但是其使用寿命较短、对环境影响较大，因此不利因素限制了该方法在实际应用中的概率。

三、注重检测方法发展质量提升策略

土壤重金属探测与我们的生活密切相关，也会对生态环境产生很大的影响。要确保生态环境的可持续发展，就需要研究出对土壤进行敏感度更高、探测效果较好，且检测过程方便、检测速度更快的检测方法。

1、检测仪器智能化发展

今后的重金属土壤检测技术是基于已有的常规探测技术而展开的。上述传统的检测技术大多是经历数十年的科学发展，已经发展到较为成熟阶段，但是在实际应用上也存在着一些问题。例如，检测设备价格较高、工艺复杂，或是对检测环境条件非常严刻，有些还会对人体造成不利的影响。所以，要改善常规检测技术，利用纳米、超分子等先进的技术，使其具有更高的优势互补性，多注重检测技术的经济性价比，确实保障开发技术能够有效应用。在进行传统的重金属检测技术改造与升级时，必须不断探索新型检测技术，向着检测步骤简单、检测时间较快的智能化趋势发展。我国现在发展对于检测前期样品处理工作还是有提升空间，设计出半自动化或是自动化检测设备是当下需要加紧研究的，因此检测仪器的智能化是设备发展必然之路。

2、检测结果精准化发展

随着各类检测仪器的更新升级，土壤重金属检测结果准确度得到了较大提升，更多技术人员会选择多个检测方式联合使用，为检测数据的精度提供深层次保障。检测结果精准化发展离不开仪器仪表的突破性发展，同时微电子技术、传感技术、移动设备的使用使得检测结果有了质的飞跃。依靠企业的实际发展现状，当下需要进一步加快检测设备管理技术的引进，做到合理采用数字化、自动化等技术，从而更好地实现检测数据的精准化输出，可以将检测精度在小数点后更进一位。同时，技术人员也需要对仪器仪表做到更好地维护和故障管理，除了日常维护以外，需要定期做精准度调试工作，使用设备的技术人员需要做好设备培训工作，特别是新参加工作的技术人员，更要提升自我的技术水平，这样必定会为检测结果精准化发展带来一定优势。

结语

土壤重金属检测技术是了解土壤污染现状的重要依据，也是研究土壤污染的重要内容。从目前的发展技术来看，土壤中重金属的检测主要是以光学、电化学为主，并发展新的快速探测方法，而新的探测方法是对传统方法进行进一步的完善，从而使两者更加完善和实用。在强化工业排放监管的同时，政府也要加大对土壤中的重金属进行监测，并采取相应的措施，以减少土壤中的重金属污染。在实际检测中，要根据不同的检测需要，选取合适的探测技术，并逐步加大探测技术的应用，从而减少重金属对土壤环境的影响。

参考文献：

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[2]李娟锋.浅析土壤重金属检测技术现状及措施[J].南方农机,2018,(19):93.

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