我國(guó)的工業(yè)不斷發(fā)展,工業(yè)中的重金屬對(duì)巖石圈中的土壤造成了污染,對(duì)此,我們要不斷加強(qiáng)研發(fā)力度,要有更好的設(shè)備對(duì)重金屬進(jìn)行監(jiān)測(cè),方式也要變得多樣化,減少對(duì)土地土壤的污染,改變這種被污染的情況。重金屬特點(diǎn)有很多,比如難降解、有毒性、會(huì)二次污染等,這些重金屬的污染不僅會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)量具有極大的影響,對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量也巨大影響,進(jìn)而會(huì)對(duì)人體健康會(huì)產(chǎn)生危害,所以,我們一定要對(duì)于地表土壤重金屬污染做好仔細(xì)的檢測(cè),這是十分必要的。
一、土壤中的重金屬檢測(cè)方法
1
化學(xué)方法
化學(xué)方法測(cè)定重金屬,需采用不同的酸體系,徹底破壞土壤的礦物晶格,使試樣中的待測(cè)元素全部以離子態(tài)進(jìn)入試液中。酸體系通常有鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸法、硫酸-硝酸-氫氟酸-鹽酸法、硝酸-高氯酸法、硝酸-氫氟酸-高氯酸法、王水法、鹽酸-硝酸法、硫酸-硝酸-高錳酸鉀法、硝酸-過(guò)氧化氫法、KI-MIBK法等,根據(jù)測(cè)定的元素不同,選擇不同的酸體系。加熱分解土壤樣品的儀器設(shè)備有電熱板、高壓密閉消解法、微波消解儀器、石墨消解儀等。還可以采用堿融法,堿融法常用的熔劑主要有碳酸鈉、過(guò)氧化氫、偏硼酸鋰,使用馬福爐在700℃以上消解土壤樣品。應(yīng)用較廣泛分析方法有以下5種。
2
原子吸收光譜法
原子吸收光譜法是廣泛使用的金屬元素的測(cè)定方法,基于在蒸汽狀態(tài)下對(duì)待測(cè)元素基態(tài)原子共振輻射吸收進(jìn)行定量分析的方法。根據(jù)檢測(cè)目的不同又可分為分為火焰原子吸收光譜法及石墨爐原子吸收光譜法。石墨爐法檢測(cè)精度高,可達(dá)到PPB級(jí),穩(wěn)定性稍差,對(duì)于土壤中鎘、鉛檢測(cè)效果較可靠。火焰法檢測(cè)時(shí)間短,可測(cè)金屬種類(lèi)多,檢測(cè)精度不如石墨爐法為PPM級(jí)。
(1)采用電熱板消解法,火焰原子吸收分光光度法以銅為例。使用土壤標(biāo)準(zhǔn)物GBW07447(GSS-23),進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,消解后定容體積為25ml。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn):y=0.1621x+0.0047樣品中銅平均含量為32.57mg/kg,檢測(cè)結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)值(32±1)mg/kg范圍內(nèi)。
(2)采用電熱板消解法,石墨爐原子吸收分光光度法以鉛為例。使用土壤標(biāo)準(zhǔn)物GBW07447(GSS-23),進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,消解后定容體積為25ml。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn):y=y=0.0060x+0.0054樣品中鉛平均含量為28.69mg/kg,檢測(cè)結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)值(28±1)mg/kg范圍內(nèi)
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)射光譜法利用了更加先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),這種分析方法集合了多種分析方法為一體,他可以通過(guò)對(duì)原子和離子在被光源激發(fā)的條件下所體現(xiàn)的反應(yīng)特征來(lái)具體分析土壤中的重金屬元素,進(jìn)而分析土壤中高含量的元素。進(jìn)行分析光、電、機(jī)、計(jì)算機(jī)和化學(xué)分析等相關(guān)科學(xué)技術(shù)在這個(gè)檢測(cè)中被充分利用,通過(guò)特征譜線(xiàn)的強(qiáng)度,我們可以確定樣品中相關(guān)元素的含量,這是一種十分便捷并且高效的方法,該儀器分析速度快,應(yīng)用領(lǐng)悟廣闊,這種儀器能夠更加準(zhǔn)確的分析各種高含量元素、代含量元素和多種元素,這樣可以做到對(duì)重金屬元素定向,定量的分析,更大的優(yōu)點(diǎn)在于它可以對(duì)部分非金屬元素進(jìn)行分析,精確性在提高,準(zhǔn)確性也在進(jìn)步,該儀器在眾多領(lǐng)悟已有廣泛的應(yīng)用。
4
中子活化分析法
儀器中子活化屬于非破壞性分析,可直接測(cè)定土壤樣品的重金屬,主要有La、Ge、Sm、Eu、Yb、Ln、Hf、U、Se、Co等[32]。
測(cè)定結(jié)果精密度≤5%的元素主要有:La、Ge、Sm、Eu、Yb、Lu、Hf、Th、U、Se、Cr、Fe、Co、As等;測(cè)定結(jié)果精密度≤10%的元素主要有:Rb、Sb、Cs、Ba、Tb、Ta、Zn等;測(cè)定結(jié)果精密度≤15%的元素主要有:Zr、Mo、Nd、W、Sr等。肖家祝[33]等采用中子活化分析法測(cè)定土壤中的砷、鉻、鋅元素含量,結(jié)果令人滿(mǎn)意。李雅琦等應(yīng)用REE示蹤法研究土壤侵蝕的中子活化分析方法,定量地測(cè)定各種不同地形部位的相對(duì)侵蝕量具有較高的精確度及靈敏度。
二、在土壤重金屬檢測(cè)過(guò)程中常用技術(shù)的分析
在檢測(cè)土壤重金屬含量的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)使用到一些檢測(cè)儀器,借助這些儀器來(lái)探測(cè)土壤中的重金屬含量。
1
光譜檢測(cè)儀的使用技巧
在檢測(cè)土壤重金屬含量時(shí),經(jīng)常使用的是原子熒光光譜檢測(cè)儀,這種檢測(cè)儀的檢測(cè)原理是:通過(guò)檢測(cè)器中的光原子,來(lái)探測(cè)土壤中某一金屬元素的含量。由于這種熒光檢測(cè)儀可檢測(cè)土壤的范圍廣,在檢測(cè)過(guò)程中不會(huì)受到其他條件的限制。而且使用熒光檢測(cè)儀,失誤率較低,靈活度高。但是利用這種熒光檢測(cè)儀,會(huì)受到高強(qiáng)度激發(fā)光源的限制,因而更適合于檢測(cè)土壤中砷硒汞的含量。
2
原子發(fā)射光譜檢測(cè)儀的使用技巧
由于不同金屬元素的離子和原子所發(fā)射的光譜不一樣,根據(jù)這個(gè)原理可以檢測(cè)土壤中的物質(zhì)組成部分,原子發(fā)射光譜檢測(cè)儀可以通過(guò)機(jī)器激發(fā)的光譜來(lái)探測(cè)土壤中的金屬元素,這種檢測(cè)儀一般運(yùn)用于土壤中常見(jiàn)金屬的檢測(cè),具有很強(qiáng)的靈活性,對(duì)檢測(cè)土壤的適應(yīng)性較強(qiáng)。相對(duì)于其他檢測(cè)儀器來(lái)說(shuō),原子發(fā)射光譜檢測(cè)儀的優(yōu)點(diǎn)是可以探測(cè)出不同金屬元素,而且可以很準(zhǔn)確地探測(cè)出土壤中的金屬含量,但是原子發(fā)射光譜檢測(cè)儀的成本價(jià)格較高,因此人們?cè)谑褂眠@種儀器進(jìn)行土壤重金屬檢測(cè)時(shí),要充分考慮成本因素。
3
土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的意義
時(shí)代在不斷的進(jìn)步,對(duì)治理地表土壤重金屬污染的監(jiān)測(cè)技術(shù)也在不斷的進(jìn)步,不斷的更新,對(duì)此,我們要根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥赖膶?shí)際情況進(jìn)行監(jiān)測(cè),選擇適合的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。我們的工作人員還要充分了解實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的異同,對(duì)于實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)的主要技術(shù)方法要有一個(gè)很好的掌握;在進(jìn)行化學(xué)監(jiān)測(cè)的時(shí)候,可能由于監(jiān)測(cè)的時(shí)間較長(zhǎng),化學(xué)試劑以及物理試劑可能會(huì)對(duì)土壤造成二次污染,因此,我們要極力避免對(duì)土壤的二次污染。而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)是十分方便、簡(jiǎn)單,操作更加容易,這也極大的提高了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的工作效率,也避免了土壤受到二次污染的危害。對(duì)此,我們更要不斷地加大土壤重金屬監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展,強(qiáng)化土壤監(jiān)測(cè)的手段。土壤是農(nóng)業(yè)發(fā)展的根本,沒(méi)有土壤就不會(huì)有農(nóng)業(yè),因此土壤對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要的意義。在社會(huì)發(fā)展的同時(shí),還要重視土壤質(zhì)量的改善,做到對(duì)土壤合理的保護(hù),這對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展也是十分有利的。
土壤是人類(lèi)生存的最基本的元素之一,所以我們一定要對(duì)我國(guó)的土壤進(jìn)行科學(xué)合理的保護(hù),提高土壤保護(hù)的重視程度,全員參與到對(duì)土壤的保護(hù)工作中,對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行有效的檢測(cè),同時(shí)對(duì)土壤中重金屬的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展。實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)兩種手段進(jìn)行充分的融合,并在檢測(cè)過(guò)程中減少對(duì)土壤的二次污染,這樣才能夠有效的保障我國(guó)土壤的質(zhì)量。