論土壤中重金屬污染監測的現狀及發展

張 娟 葉 翠 張瀟天

0 引言

土壤中的大多數無機污染物為重金屬污染物，主要是因為土壤中的微生物不能有效地將重金屬分解成可利用成分，導致重金屬成分在土壤中逐漸積累，甚至于經過食物鏈的層層疊加，最終進入到人體中，對人體健康造成嚴重危害。因此，利用科學技術對土壤中的重金屬成分隨時進行監測和監測分析對人類的健康發展尤為重要。

1 土壤重金屬污染概述

土壤中重金屬污染物的來源主要是：大氣沉降，能源、冶金行業、污水的無組織排放以及本身就含有重金屬的污泥等幾方面。另外在基本農活中經常會用到的化肥、農藥和地膜等產污物，因為它們本身的化學成分或是不可降解性，再加上農民的環保意識不夠強烈，對其的不合理使用和隨地丟棄的金屬包裝，很容易導致土壤受到重金屬的污染。

2 土壤重金屬污染監測的現狀

在土壤重金屬污染監測中，對樣品的檢測方法尤為重要。我國目前用于監測土壤重金屬的基本技術方法有：光譜分析技術、電化學分析監測技術、太赫茲光譜法、磁性檢測方法等已有檢測技術，這些檢測技術在一定程度上降低了技術人員對土壤環境進行監管控制的工作難度節約了大量工作成本，更重要的是在土壤環境監測中提供了最真實有效的監測數據。

現有的土壤重金屬監測主要包括兩種，一種是實驗室監測方法，另一種是現場快速監測方法。這兩種方法在土壤重金屬污染監測中都有利弊，為了使土壤重金屬污染的檢測結果和監測方法能夠做到更加快速、簡潔、提高靈敏度的情況，新的檢測方法也是備受關注，下面共同討論兩種監測方法的發展趨勢。

2.1 實驗室監測方法

除了原子吸收光譜法、分光光度法、原子熒光光譜法這些我們在一般土壤監測分析中會用到的方法外，實驗室的監測方法還包含了電化學分析方法和極譜分析法。以電化學分析法為例，電化學分析檢測技術已被較好的運用在了土壤中痕量元素的檢測中，但是根據實際操作的實驗室情況來看，這類檢測技術需要采集的土壤樣品在前處理時需要進行土樣消解，需要用到強酸物質，因此還是存在著可能會對土壤造成二次污染的情況。它是以特定的化學反應為基礎對土壤采集樣品進行分析，僅適用樣品中常量的分析，它有準確的結果、費用比較適中等優點，但它的缺點是分析前的處理過程太過復雜，實驗過程中儀器的靈敏度也會降低。

光譜分析技術目前因為它操作時的程序比較簡單，投入成本較小，對檢測環境的要求也不高而受到大量業內工作人員的推崇，雖然它可以大范圍的批量檢測，但還是在一定程度上存在樣品采集前的工作瑣碎復雜，結果的精準性也不是很理想等不足之處。

磁性檢測方法是一種比較傳統的實驗室檢測技術，檢測過程也較為經濟，所含信息量較充足，可以節約大量的時間成本和經濟成本，尤其是對于后期空間分析和圖像處理有很大幫助。但是它的前提條件是必須帶有磁性的土壤重金屬，因此對土壤環境的要求較高，不適用于大多數情況。

2.2 現場快速監測方法

如果在實驗室對土壤中的重金屬進行監測，則需要大量的工作人員參與實驗、消耗大量實驗儀器和不少的實驗經費，這樣一來大大提高了監測分析的成本，另外還需要長時間的分析過程才能得出結果，而且很可能在輸送樣品的過程中，因為某些不確定因素，導致樣本出現差錯，從而導致測量出現差錯。所以當出現不適合用實驗室監測方法的條件下，這時候應該先考慮能在現場快速對土壤樣本進行監測的方法。

就現在的監測技術來說，土壤磁化率監測技術等方法已經被證實能夠在現場連續監測土壤中重金屬的含量，對其受污染程度作出準確的判斷。也已有大量研究人員對現場快速監測在加強探索，如何在現有技術的基礎上進一步提高檢測效率和結果的精準度。如太赫茲光譜法，此檢測方法在操作的時候過程比較簡潔快速。其吸收光譜可對應多種重金屬，范圍較廣，還可以對土壤樣品的進行即時檢測。但由于這是新研發的檢測技術，還需要專家進一步的研究，分析其優勢和可能存在的問題。

3 土壤重金屬污染監測的發展趨勢

跟隨科技而衍生出的各種新型檢測技術，雖然尚處于實驗室初步研究階段，但早已受到了國內外土壤監測技術人員的重點關注。現在各方檢測單位或機構也在積極探索生物技術、遙感控制等多方面的技術方案，不斷完善土壤重金屬檢測方法。在不久的將來，土壤重金屬污染監測行業也會不斷發展成一個更為成熟的部門，根據現狀來看，未來的發展趨勢將會是：

3.1 檢測設備的科技智能化

隨著污染物成分的復雜化，越來越多的傳統檢測方法已經不能滿足現有環境標準的相關要求，傳統實驗室儀器對樣品進行檢測的精準度也無法得到保證。并且在土壤樣品檢測前處理階段需要先對其進行干燥、去雜再消解等一系列過程，耗時費力，在一定程度上影響了檢測工作的發展。根據現狀需求來看，未來的土壤檢測對檢測儀器的要求會逐漸加強，需要能夠便于操作，快速檢測出高精準度的結果，可以減少大量的人力物力，節約成本。傳統的技術人員實驗室分析逐漸會被高科技、智能化的檢測儀器所替代。

3.2 檢測結果的快速精準化

從20 世紀50 年代開始，檢測行業就已經在檢測設備上有了一定的進展，開始使用各種儀器對樣品進行測定，但耗時長，結果精準度不高；到了80 年代后，計算機、互聯網科技掀起了一股浪潮，實驗室設備對1L 樣品的檢測結果精準度由原來的mg為單位變成μg 為單位，到現在已經能夠精確到ng 了。可見，檢測行業的不斷發展，檢測儀器的不斷研發，都是為了能夠在科技化的同時提升檢測結果的精準度，目前對高光譜遙感探測等技術的研究探索正是為了能夠使檢測結果得到進一步的精確，這也是將來研究人員的關注重點之一。

3.3 土壤檢測技術的聯動性

傳統檢測技術采用的方法比較單一，技術特點也比較極端化，比如有的檢測技術所產生結果的精準度比較高，但耗時太長，儀器設備價格昂貴，維修費用過高，無法大量使用；而有的檢測技術經濟實用，檢測過程簡便、快速，但結果的精準度無法得到保證，不能滿足現有土壤環境標準要求。因此，如何將兩個或多個檢測儀器聯合使用，有效地在節約資源成本條件下又能保證結果的精準度是檢測行業研究人員目前重點關注的問題之一，也是未來的研究發展方向。

4 結語

總的來說，根據現有的檢測技術和特點，針對實際需求和條件采用不同的技術解決問題，選擇最為合適的方法。要在土壤環境治理研究問題上有進一步的突破，土壤檢測技術就是其中的關鍵，檢測儀器的研究發展也正在不斷地智能化、精準化。檢測方法也在由現在的光學檢測、電化學檢測方法逐步向適應性更高的環境磁性檢測方法和高光普遙感技術發展，總之，檢測技術的不斷研究發展是一個必然的過程，也是將來土壤重金屬污染治理的關鍵所在。