土壤重金屬監測淺析

張召文

摘要：土壤是地球上生物賴以生存的重要組成部分。文章從國內土壤重金屬污染現狀談起，從土壤的采樣、樣品的處理制備、樣品的檢測分析方法以及整個檢測過程總質量控制等方面對土壤重金屬監測進行了分析。

關鍵詞：重金屬監測；重金屬污染；土壤采樣；樣品制備；樣品檢測；總質量控制 文獻標識碼：A

中圖分類號：X833 文章編號：1009-2374（2017）08-0124-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.060

1 我國土壤重金屬污染現狀

土壤是地球環境的主要組成部分之一，主要指地球表面能夠生長植被的地表層，是介于大氣、巖石、水和生物之間的構成部分。大部分的土壤是由沙石和黏土以及各種有機物等成分混合而成的。土壤是大部分動物、植物、微生物等賴以生存的基本物質，土壤的優劣直接影響我們的日常生活、生產以及農業經濟的發展。

重金屬是指相對密度高于5的金屬元素及其化合物，其中在我們生活中能引起土壤污染的重金屬主要指鉛、汞、鎘、鋅、鉻、銅、鎳和類金屬砷等元素化合物。在環境污染中土壤的重金屬污染要比水體、空氣等污染更加隱蔽難測，并且土壤的自我修復能力相對水體和空氣來說較弱，一旦重金屬進入環境土壤中的含量高于土壤的自身修復能力時，就會在土壤中形成污染并且不斷積累長期存在，從而對土壤造成嚴重的破壞和污染。土壤被重金屬污染后，一旦在受污染的農田里種植作物將會導致農作物受到污染，最終經過農作物污染到食品，同時，被污染的土壤通過雨水滲透，水體流經地表等過程造成江河、地下水等水體污染，一旦被人飲用將會給人體帶來極大的傷害

隨著我國城市化建設，工業及化學化工等領域的發展，加上農業上對農藥化肥等化工產品的應用導致環境內被重金屬污染的土壤逐年增加，對我們的人身健康和經濟發展帶來了巨大的危害。根據我國農業部的調研發現，我國目前受污染的農田灌溉區多達140*104公頃，其中被重金屬所污染的區域占總污染灌溉區的60%以上。我國每年有超過1200萬噸的農作物被重金屬所污染，每年因為重金屬污染而導致的糧食減產高于1000多萬噸，每年農業經濟損失超過200億元人民幣。同時由于糧食含鎘量超標會引起“痛痛病”，砷過量會導致肺癌、皮膚癌以及幾乎所有的重金屬過量都會引起人的神經錯亂、頭暈頭痛、關節病變、各種癌癥和結石等，所以土壤重金屬污染已經嚴重危害到人類及畜類的健康。

2 土壤重金屬監測治理辦法

根據我國環保監測法案發現，土壤重金屬監測在各種環境常規監測里面逐漸占據了重要地位，其中對于灌溉區及各種農田的土壤監測已經變得尤為重要。

2.1 土壤樣品采集

在各種環境監測中土壤的監測和水質、大氣的監測不同，水體和大氣均為流體，污染源混入后較易融合，由于大部分水體氣體等污染物可在限定范圍內均勻分布，對于監測項目的采樣工作來說相對簡單，代表性樣品容易采集。然而土壤中的重金屬污染物的轉移、混合等相對大氣、水體中的污染物更加困難，分布不均勻，各地點的污染程度差異很大，即便是采取多點、多次的采樣方法，采取的樣品也具有極大的局限性，因此土壤的監測中，由于采樣的局限性所造成的誤差對監測數據結果的影響要遠遠多于實驗的分析過程中造成的誤差。所以為了使監測過程中采集的土壤樣品具有代表性，使監測結果能反映土壤重金屬污染的真實情況，應盡量降低采樣所造成的誤差。

對于土壤采樣點的布置既要考慮到土壤的綜合情況，也需依據實際的土壤污染情況和實際的監測項目確定。對于被重金屬污染的土壤進行樣品采集，一般主要是采集表層的土壤，樣品采集深度約0～20cm。同時采樣布點的方法主要包括對角線布點法和梅花形布點法以及棋盤式布點法與蛇形布點法等方法，土壤采集過程中應該對采樣點地勢、受污染程度以及土壤受污染程度等因素綜合考慮，然后選擇不同的布點方法，并且需要一年里在同一采樣地點進行兩次監測對比，采樣的同時要詳細記錄采樣的時間、編號、GPS定位等信息。

2.2 土壤樣品制備

土壤樣品的制備首先需要將采集的土壤樣品混合攪勻后反復按四分法進行篩選取舍，最終需要留下1～2千克樣品供實驗分析使用。在樣品制備過程中為了避免受細菌真菌等微生物的作用引起土壤發霉變質，需要將樣品放置在陶瓷樣品盤內或塑料薄膜上在通風避光的環境下進行風干，當樣品達到半風干狀態時，需要將土壤樣品進行處理，結節壓碎，同時去除樣品中的石塊，篩出殘余動植物肢體等其他雜物。然后將篩選后的樣品均勻地鋪展成薄層狀，放在陰涼通風處緩慢風干，切勿將樣品放在陽光下直接曝曬同時需要經常翻動樣品。在樣品風干的同時還要注意防止酸性和堿性等氣體以及其他灰塵等污染源對樣品造成二次污染。待樣品充分風干后，通過研磨、篩分、縮分等規范的處理操作步驟，制備成粒度小于200目的最終樣品。最后將樣品混勻、裝瓶、貼標簽、編號、儲存。樣品存儲時要盡量避免潮濕、高危、酸堿氣體和日光直曬等因素的影響，且制備的土壤顆粒越小越均勻最終的分析結果越準確。

2.3 土壤樣品監測分析

土壤樣品監測之前需對其進行消解，通常采用多元酸分解法，需使用高純度的消解試劑，以避免或減少消解過程中對樣品造成二次污染。

重金屬的定性定量檢測方法主要包括原子吸收分光光度法、分光光度法、等離子體發射光譜法、原子熒光分光光度法，這些方法在不斷改進與修正的過程中已經逐漸形成了行業標準以及國家標準。目前國內土壤里重金屬檢測方法大都需要大型昂貴的檢測儀器設備，一般需要專業的人員進行樣品測量分析，整個分析過程錯綜復雜，實驗數據采集時間較長，分析成本高，所以對于土壤重金屬的檢測目前國內水平還需要改進提高。

土壤重金屬監測項目及分析方法及監測項目監測儀器監測方法來源如下：

第一，《鎘 原子吸收光譜儀石墨爐原子吸收分光光度法》（GB/T 17141-1997）；《原子吸收光譜儀 KI-MIBK 萃取原子吸收分光光度法》（GB/T 17140-1997）。

第二，《汞 測汞儀冷原子吸收法》（GB/T 17136-1997）。

第三，《砷 分光光度計二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法》（GB/T 17134-1997）；《分光光度計硼氫化鉀-硝酸銀分光光度法》（GB/T 17135-1997）。

第四，《銅 原子吸收光譜儀火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17138-1997）。

第五，《鉛 原子吸收光譜儀石墨爐原子吸收分光光度法》（GB/T 17141-1997）；《原子吸收光譜儀 KI-MIBK 萃取原子吸收分光光度法》（GB/T 17140-1997）。

第六，《鉻 原子吸收光譜儀火焰原子吸收分光光度法》（HJ 491-2009）。

第七，《鋅 原子吸收光譜儀火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17138-1997）。

第八，《鎳 原子吸收光譜儀火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17139-1997）。

3 土壤重金屬監測質量控制

土壤檢測質量控制主要是為了確保所出具的土壤質量監測數據具有準確性、代表性、精密性、完整性和可比性。質量控制要涉及土壤檢測的全部過程，包括精密度和準確度分析兩個方面。

同批次樣品的精密度分析通常是通過對平行樣的測定，將誤差控制在合理的范圍內，而批次間樣品的精密度分析則一般是設置質控樣控制精密度。

準確度的兩種分析方法包括加標回收測定和標土測定法。在沒有質量控制的樣品制備過程中通常采用加標回收的測定方法完成準確的質量控制，即在同一批土壤樣品中隨機選取一定量的樣品進行加標回收測定，如果同批樣品量不足時要適當對樣品加大測定率，且每批次同類的試樣至少兩個。

4 結語

隨著社會的進步，我國化工行業發展日新月異，同時在這些行業的發展過程中所帶來的各種環境問題也日漸體現出來，其中土壤重金屬污染也與日俱增，土壤中重金屬的監測分析也變得必不可少。目前國內關于重金屬檢測的前沿技術也一直在研究之中，并向著操作簡便、迅速、精準、安全等方向發展，相信最終會形成一套系統、科學的監測標準方案，真正做到重金屬對土壤的污染的監督控制預防。

參考文獻

[1] 熊毅.中國土壤[M].北京：科學出版社，1987.

[2] 魏復盛.土壤元素的近代分析[M].北京：中國環境

科學出版社，1992.

[3] 李斌，陳紅，李亮，郭文忠.我國菜田土壤重金屬

污染現狀及檢測技術分析[J].黑龍江農業科學，

2014，（4）.

[4] 劉候俊，韓曉日，李軍，韓立思.土壤重金屬污染現

狀與修復[J].環境保護與循環經濟，2012，（7）.

[5] 張繼舟，王宏韜，倪紅偉，馬獻發，袁磊.我國農田

土壤重金屬污染現狀、成因與診斷方法分析[J].土壤

與作物，2012，（4）.

[6] 雷凌明.農田土壤重金屬污染現狀與評價[D].西北農

林科技大學，2015.

[7] 薛美香.土壤重金屬污染現狀與修復技術[J].廣東化

工，2007，（8）.

[8] 李想，張勇.我國蔬菜和蔬菜種植土壤的重金屬污染

現狀與一般規律[J].四川環境，2008，（2）.

[9] 所芳，賈銳魚.土壤重金屬污染研究現狀[J].中國西

部科技，2009，（16）.

[10] 劉鳳枝，徐亞平，馬錦秋.土壤中重金屬監測技術

綜述[A].全國耕地土壤污染監測與評價技術研討會

論文集[C].農業部環境監測總站，2006.

[11] 韓建麗.土壤污染現狀及其監測防治[A].2015年中

國環境科學學會學術年會論文集[C].中國環境科學

學會，2015.

[12] 樊燕，劉洪斌，武偉.土壤重金屬污染現狀評價及

其合理采樣數的研究[J].土壤通報，2008，（2）.

[13] 閻波杰，潘瑜春，趙春江.區域土壤重金屬空間變

異及合理采樣數確定[A].國際農產品質量安全管

理、檢測與溯源技術研討會論文集[C].國家農業信

息化工程技術研究中心，中國農業大學，北京農業

信息化學會，北京農產品質量檢測與農田環境監測

技術研究中心，2008.

[14] 陳冠寧.藥材及其土壤中砷、汞、鉛、鎘、鉻檢測

方法研究[D].吉林農業大學，2013.

[15] 楊希.淺談土壤重金屬監測與質量管理[J].綠色科

技，2012，（10）.

[16] 陳皓，何瑤，陳玲，劉海玲.土壤重金屬監測過程

及其質量控制[J].中國環境監測，2010，（5）.

[17] 高海臣.土壤重金屬監測與土壤環境質量控制[J].科

技風，2016，（17）.

[18] 王宇游，夏新，米方卓，陳純，馬芳.《土壤環境

質量標準》中六種重金屬測定精密度控制指標研究

[J].土壤通報，2014，（6）.

[19] 陳恒.土壤重金屬監測過程及其質量控制[J].工程建

設與設計，2016，（12）.

（責任編輯：王 波）