土壤重金屬污染現(xiàn)狀及檢測技術(shù)探究

環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)訊:摘要：隨著城市化與工業(yè)化，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，土壤重金屬污染問題受到廣泛關(guān)注。為了更好地治理土壤重金屬污染，改進現(xiàn)有監(jiān)測技術(shù)和開發(fā)新技術(shù)是很有必要的。文章主要分析了土壤重金屬污染現(xiàn)狀，探討了土壤重金屬污染檢測技術(shù)，以供參考。

引言

隨著當(dāng)前經(jīng)濟的發(fā)展，城市化發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)也在不斷的進步，然而這種現(xiàn)象不僅帶動了生活質(zhì)量的提高，也為我們賴以生存的環(huán)境帶來了很大的危害，最主要的是土壤重金屬的污染，為此，國家相關(guān)部門也提出了關(guān)于加強重金屬污染工作的相關(guān)措施和意見，明確了當(dāng)前重金屬污染對整個生態(tài)環(huán)境尤其是對土壤的危害。

1土壤重金屬污染現(xiàn)狀分析

土壤重金屬污染是指由于人類活動將重金屬加入到了土壤中，從而使得土壤中的重金屬含量明顯高于自然背景含量，并導(dǎo)致土壤生態(tài)破壞和環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。土壤重金屬污染主要是由鉛（Pb）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、汞（Hg）以及類金屬砷（As）等生物毒性顯著的重金屬造成的污染。其難降解、易積累、毒性大的特點對作物的生長、產(chǎn)量和品質(zhì)方面都有影響，更嚴(yán)重的是，重金屬還會通過食物鏈富集，進入人體，對人體健康造成直接或潛在的威脅。因此在環(huán)境污染問題中，土壤重金屬污染是重要的檢測對象，被各國列入優(yōu)先控制污染物名單。2010-2012年，由中科院地學(xué)部開展的土壤重金屬污染和治理調(diào)研報告公布的數(shù)據(jù)顯示，我國受重金屬污染的耕地達到1000萬hm2，占18億畝耕地的8%以上，每年因此造成的糧食產(chǎn)量直接損失約為100億kg。受采礦污染的土地面積200余萬hm2，而且每年還在以3.3-4.7萬hm2的速度增加。土壤污染不僅會影響作物的產(chǎn)量，也會通過食物鏈最終會危害到人類的身體健康。

從土壤重金屬污染源成因看，導(dǎo)致土壤重金屬污染的原因主要包括自然因素和人為因素。其中，自然因素主要是巖石風(fēng)化及火山噴發(fā)等地質(zhì)活動導(dǎo)致的土壤重金屬污染。人為因素，則主要是指礦產(chǎn)開采、化工生產(chǎn)、金屬冶煉以及污灌等所致。其中，農(nóng)業(yè)種植中使用的農(nóng)藥、化肥以及污泥等是土壤重金屬污染的主要來源，此類物質(zhì)當(dāng)中包含大量的有害元素，其在土壤中發(fā)生沉淀引發(fā)了土壤重金屬污染問題；另外，排放出來的含有汞元素的廢水是汞元素的污染源。導(dǎo)致重金屬污染問題變得越來越嚴(yán)重的原因是重金屬無法在土壤中移動，雨水無法對其進行沖刷，并且微生物也不能較好地降解這類有害物質(zhì)。一旦重金屬污染物在食物鏈的作用下轉(zhuǎn)移到了人體中，就會嚴(yán)重?fù)p害到人體，甚至威脅到生命安全。

2土壤重金屬檢測技術(shù)要點

2.2測汞儀法

在物理的重金屬檢測方式中的測汞儀法是比較常用的。所謂的測汞儀法主要就是由于低壓汞燈發(fā)出特征性汞線，并且照射于吸收池內(nèi)的汞蒸汽上，之后汞原子在吸收的同時強度也在慢慢變?nèi)酰ㄟ^應(yīng)用光電檢測器檢測，顯示器上會顯示出相應(yīng)的吸收信號值。測汞儀法的具體特點就是操作簡單。不會產(chǎn)生廢液、能夠大批量進行測定，屬于一種比較理想型測量土壤含汞量的分析方法。

2.2原子熒光光譜法

定量分析原子在輻射能的作用下所發(fā)射出的熒光程度就是原子熒光光譜法的工作原理,是利用原子發(fā)射出的光譜進行分析的。在使用空心陰極燈作為激發(fā)光源的時候,在這種光源的照射下,重金屬元素的原子蒸汽會有原子熒光產(chǎn)生,在一定的條件背景下,被檢測的溶液的重金屬元素的濃度和熒光強度的關(guān)系會遵循一定的定律,這個定律是Lambert-Beer定律,所以,我們可以通過對熒光強度的測定得出所檢測的重金屬元素樣品中所含有的這種元素的含量。這個檢測儀器一共有五部分,它既有原子發(fā)射方法的優(yōu)點也有原子吸收方法的優(yōu)點,而且,與此同時,它有效的避免了原子發(fā)射和原子吸收方法的缺點,是一種特別棒的原子檢測分析儀器。這種儀器的靈敏度也是較高的,操作也變得更加簡單,此方法在眾多領(lǐng)悟已有應(yīng)用,在分析多種元素的時候,它起到了很大的作用。

2.3電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法是在土壤重金屬檢測中常見的化學(xué)方法，它主要利用被測元素中的原子和離子在光源中被激發(fā)而產(chǎn)生的輻射，并且通過判斷其輻射特征以及強度的大小來對相關(guān)元素進行定量分析。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法在測定土壤多種元素的實驗中，應(yīng)用效果良好，極大的彌補原子吸收光譜測定法的缺陷。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法在整個檢測應(yīng)用中具有簡便的特點，應(yīng)用范圍是比較廣，同時可以檢測大量的樣品，可是所用的設(shè)備具有一定的昂貴性。而且，為進一步提高結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要先將土壤樣品積極轉(zhuǎn)化為溶液，并且保證轉(zhuǎn)化步驟的完善性，尤其是要對重金屬元素的含量加以研究，否則會導(dǎo)致分析結(jié)果受到影響。

2.4電感耦合等離子體質(zhì)譜法

電感耦合等離子體質(zhì)譜法是利用混酸溶液采取微波消解的方法，在多種元素測定當(dāng)中得以適用，并且分析范圍比較廣闊，但是從某一個角度分析，電感耦合等離子體質(zhì)譜法在特定出表層土壤重金屬元素含量的同時，還可以提高元素分子量的準(zhǔn)確性，當(dāng)然這種方法在無機元素以及同位素檢測當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)如今在科技的不斷發(fā)展下，電感耦合等離子體質(zhì)譜法得到了有效普及，不僅檢測時間短，準(zhǔn)確度高，且檢出限低，值得推廣與應(yīng)用。

2.5表面增強拉曼光譜法

拉曼光譜是在物理學(xué)和化學(xué)方面都扮演著十分重要的角色的一用表層分子振動能級的指紋光譜。拉曼光譜既具有高特異性的優(yōu)點,而且他自身也有與眾不同的優(yōu)點,在研究生命科學(xué)的時候是十分適用的,尤其在分子水平上,它的非標(biāo)記無損傷研究檢測是特別適用的。拉曼光譜檢測方法具有極高的靈敏度,他也可以做到對于單分子的水平檢測,在檢測液體環(huán)境的時候,檢測的線度可以達到14m,因此,在水基和生理鹽水基上都可以觀察樣品,將水的特征譜線作為參考進行有絕對強度的標(biāo)記,在分子與基底之間的能量轉(zhuǎn)換讓熒光猝滅得以實現(xiàn),這樣可以有效的避免生物樣品中含有自發(fā)熒光或者雜質(zhì)熒光的干擾,這樣就可以得到熒光物質(zhì)的清晰的拉曼光譜。

2.6生物檢測法

生物防治策略便于操作、效果較好，而且還不會再次對土壤造成污染，此種方法主要是利用生物削弱，并對土壤實施凈化，從而達到減少土壤重金屬含量的目的。生物傳感器和酶抑制法都是生物檢測技術(shù)方法中比較常見的。生物傳感器法最大的特點就是檢測十分的快速，不但可以進行現(xiàn)場檢測還可以遠(yuǎn)程應(yīng)用。而酶抑制法它所靠的是充分利用金屬的含量來對酶活性的抑制作用間接地對土壤中金屬含量進行測定，在這個過程當(dāng)中關(guān)鍵的就是選擇合適的酶緩沖系統(tǒng)。在以往的時候，有學(xué)者將土壤酶合理的應(yīng)用到了重金屬檢測土壤的研究當(dāng)中。酶抑制法和傳統(tǒng)檢測方法相比更具有一定的簡便性和迅速性的優(yōu)勢。除此之外，微生物也可以減少土壤中的重金屬含量，從而有助于對土壤微環(huán)境加以改善。微生物防治技術(shù)主要包括動膠菌、藍細(xì)菌、藻菌等，其原理在于利用胞外聚合物同重金屬離子相結(jié)合，進而形成了絡(luò)合物，最終能夠大大減少重金屬的含量與毒性。

3結(jié)束語

在科技的發(fā)展下，土壤重金屬含量測定已經(jīng)取得了令人矚目的成績，各類測定儀器層出不窮，其檢測的精度與靈敏度有所提高，但是在重金屬含量測定方面，需要根據(jù)實際的情況，選擇合適的特定方法。無論采取哪一種方法，都要遵循相應(yīng)的準(zhǔn)則以及步驟，準(zhǔn)確把握土壤重金屬含量的多少，這樣可為后期的治理奠定基礎(chǔ)提供依據(jù)，實現(xiàn)對土壤環(huán)境的保護，推動生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。