土壤重金屬監測過程與質量控制分析

史 芳

（河北省唐山生態環境監測中心，河北唐山 063000）

雖然我國的工業化生產不斷進步，但在生產過程中會出現很多的廢料，這些廢料對環境造成了極大的污染，其中就包括土壤重金屬超標。這種環境污染隱蔽性較強，不僅會影響周邊環境，更是會影響居民的身體健康，所以必須要做出有效的治理措施。在治理之前要先針對土壤重金屬含量進行監測，分析其含量數據，并根據具體情況來落實防治措施。為了保證數據的準確性，在進行土壤重金屬監測時，應該做好質量控制，嚴格開展監測工作。

1 土壤重金屬監測過程

1.1 實地采樣

為了保證監測結果的準確性，必須嚴格進行采樣工作，在實地采樣過程中，需要根據重金屬監測內容，選擇一定厚度的地表層來采取樣品，然后對樣品進行處理，清除其中的雜質，再裝入樣品袋密封保存。其次，在樣品上做好標記，記錄好采樣時間、地點等參數，采集的樣品還要科學編碼，這樣才能保證樣品信息完整、準確。儲備樣品時要建立相關的樣品庫，按照相關標準要求保存，并且根據記錄信息進行跟蹤、檢查，避免監測開始前就出現錯誤，另外要有詳細的樣品表單，上面要有采樣的詳細記錄，這樣才能準確分析出樣品的結果，也就是土壤中重金屬含量是否超標。

1.2 樣品制備

采集好的樣品必須要帶到實驗室中，進行樣品制備工作，按照相關的規定標準，首先要把樣品進行風干處理。在風干工作進行到一半時，需要做土壤粒徑控制，也就是把較大的土壤塊壓碎鋪平直到成為薄膜的狀態，再繼續風干處理，完成后就可以過篩、研磨，讓土壤樣品處于一定標準，也就是粒徑低于200目，這樣后續監測時更為方便。樣品制備過程，看起來并不復雜，但要注意的細節有很多，例如樣品不能被太陽直射，這樣會造成元素比重失調，還有要避免樣品受到污染，防止化學組成改變，所以樣品制備的實驗室，必須保持干凈、整潔，這樣才能保證樣品按照要求進行制備，從而準確完成相關工作。

1.3 監測方法

（1）激光誘導擊穿光譜法，是一種較為有效的監測方法，這種方法利用激光進行會聚，從而使樣品發生氣化，儀器可以針對光學收集系統對原子、離子光譜進行收集，通過光纖耦合到儀器的入射狹縫，最終傳輸到計算機當中，并由內置的公式，計算出土壤重金屬含量與濃度。這種方法具有明顯的監測優勢，可以對多種元素進行定量、定性的同時監測，而且可以監測多種形態的樣品，例如液態、溶膠態等，都能實現準確的分析，有著較高的分析效率。對污染相對較小的樣品，還能做到連續監測的效果，從而保證了監測結果的準確性，所以該方法是比較可靠的土壤重金屬監測方法。

（2）酶抑制法目前在土壤監測中使用的比較少，但實際效果還是比較好的，但是需要針對樣品進行處理，這樣才能監測出準確的結果，而且該方法還需要繼續研究，尤其是針對土壤重金屬監測。酶抑制法主要是利用了土壤中的重金屬與酶發生結合，從而改變酶系統的結構與活性等，再通過電或光信號采集定性、定量的分析。這種方法最大的優點就是監測速度快，而且操作簡單方便，并且不需要較高的成本，但是缺陷也比較明顯，精準度會稍低于其他方法，所以使用時要根據實際情況來選擇，當然也可以配備酶的識別元件，以提高監測結果，彌補監測方法的不足。

（3）作為一種監測速度較快的方法，免疫分析法確實有著明顯的優勢，該方法利用了抗原與抗體反應的原理，在其中一種為已知的情況下判斷另一種，想要使用這種方法進行監測，還要了解免疫熒光技術、酶聯免疫吸附技術等。免疫分析法的優點在于監測速度快，并且靈敏度較高，缺點是需要制備特異性好的抗體，也就是選擇與重金屬可以結合的化合物，所以這種方法需要監測人員，針對化合物進行篩選，這樣才能使用在土壤重金屬監測中，并得出準確的分析結果。

（4）生物傳感分析法是一種新的監測技術，主要是通過在電極或生物膜上附著蛋白質或酶，從而與樣品進行結合，最終發生變化信號，轉變成可以采集的光或電信號，只要采集信號就能對土壤中的重金屬進行定性、定量分析。該方法需要相應設備的支持，例如酶生物傳感器、DNA傳感器等，這些儀器在重金屬監測過程中，會起到至關重要的作用；其次生物傳感分析法，擁有較高的靈敏度、穩定性等，監測速度也非常快，擁有極為明顯的優勢。不過在監測過程中，由于其特性會增加多種重金屬污染監測難度，畢竟土壤中的重金屬是多種復合型污染，所以就需要多酶生物傳感器來解決這個問題。

（5）X射線熒光光譜法，是一種較為有效的監測方法，通過樣品對X射線的吸收隨成分及含量變化，進行定性或定量的分析方法。該方法可以針對土壤中的重金屬元素進行快速測定，而且具有無損、成本較低等優勢，并且可以多元素同時進行分析以及原地監測，所以應用相對比較廣泛，尤其是在土壤重金屬監測中，可以發揮出重要作用。便攜式X射線熒光光譜儀，可以快速估算土壤中常見的重金屬元素Cr、Ni等含量，檢測結果與ICP-OES檢測結果相關性較好，所以該方法可以大范圍推廣，利用該設備保證監測準確性的同時，還能節約監測成本。

（6）目前電感耦合等離子質譜法（ICP-MS）得到了迅速的發展，該方法在元素定量分析、同位素分析以及形態分析等領域中比較出色。其工作原理是待檢樣品處理成溶液后，引入ICP并在高溫環境下離子化，樣品溶液中的多種元素，被提取到高真空質譜儀中，經過質量篩選器篩選，特定質荷比的離子被傳輸與檢測。目前該方法已經使用在土壤重金屬監測中，并且提供了出色的基礎保障，通過對土壤的測定，可以分析出土壤樣品中的Li、Be等25種元素，實驗的準確性非常高，而且具有極高的效率，除了較高的技術能力，該方法還有很多優勢，所以將會成為未來的主流監測方法。

（7）月前，土壤磁化率技術已經被廣泛應用在土壤重金屬監測中，尤其是城市環境污染調查工作，可以有效利用該方法，去監測土壤中的重金屬含量。土壤磁化率技術的原理，是通過可間接反映污染狀況與環境變化，對比土壤侵蝕前后的磁化率變化，從而可以判定土壤侵蝕的強度，用途也相對比較廣泛，可以應用在農田重金屬污染監測中，針對土壤表層體積磁化率來監測以及評價，土壤中的重金屬污染情況，這個方法監測效果比較顯著。除此之外，該技術可以節約監測成本，這一點是比較重要的，目前大多數的監測技術設備價格昂貴，所以造成了一定的使用限制，而土壤磁化率技術不但可以實現大面積、快速估算等，還能節省大量資金投入。

2 土壤重金屬監測質量控制措施

2.1 精密性分析

（1）質量控制也就是針對土壤重金屬監測過程，進行合理的控制、分析，尤其是影響監測數據的因素，必須要控制住，這樣才能保證監測結果的準確性、合理性。土壤重金屬監測過程中，需要用到非常多的樣品，所以要保證實驗的精密性，通過有效的質量控制手段，來保證土壤重金屬監測結果。針對同一批次的土壤樣品，實驗人員可以做平行樣品實驗，通過平行監測的基礎，來降低整體的偶然誤差，提高同一批次內的土壤重金屬監測的精準度。對于不同批次的樣品，實驗人員也可以通過建立質量控制樣本的方法，來降低整個監測實驗的誤差，如果監測樣品無法達到相應標準，必須重新對樣品進行監測，并在原有的監測方式上，添加10%的平行雙樣，必須保證實驗合格率達到95%左右，否則需要一直進行實驗監測。

（2）為保證樣品消解的有效性，應該根據相關監測要求抽選30%的樣品進行平行樣品監測實驗，每批消解土壤重金屬監測樣品中，應該確保至少含有質量控制樣品1個、平行樣品2個以及獨立樣品5個。這是確保最終土壤重金屬含量分析的關鍵，所以要保證各樣品監測實驗，并且利用有效的方法來監測出相應結果，這樣才能滿足后續的監測需求。實驗期間注意把偏差控制在規定的范圍以內，監測數值必須與檢出限相當，另外每一批的樣品監測時，都要監測高、中、低三種元素含量的平行質控樣，并且保證其監測值在一定范圍內。

2.2 準確性分析

想要保證土壤重金屬監測的準確性，實驗人員可以采取加標回收的測量方法，來進行土壤重金屬監測的準確性分析，尤其是在缺少質量控制樣本的情況下，這種方法能夠起到很大的作用，最大程度保證監測結果的精準度。加標回收的方法操作時，需要把同一批次的樣品每份抽取20%，通過加標回收監測，這種方法就算在實驗條件缺少的情況下，依然能保持較高的準確性，所以要利用好該方法，保證土壤重金屬監測結果的準確性、合理性，避免實驗中出現較大的數據誤差。除此之外要做好相應的實驗數據記錄，盡量保證數據按照監測結果保存，這樣方便備查與追溯，滿足后續的監測需求。

3 結束語

土壤中的重金屬如果出現超標的問題，將會帶來極為嚴重的后果，尤其是對動植物與人類，會有比較大的傷害，所以土壤重金屬監測是非常重要的，必須由專業的部門來落實監測工作。土壤中含有的重金屬不但無法被分解，還會不斷地增加、累積，最終超過含量標準，對人們的身體健康造成極大的威脅，所以監測工作必須要得到落實，而且要做好監測質量控制。相關部門必須創新監測技術，利用更先進的監測方法，將土壤中的重金屬含量準確分析，這樣就能提前預防措施，從而降低土壤重金屬帶來的危害。