試論土壤中重金屬監測前處理方法

河北省承德生態環境監測中心 河北 承德 067000

1 前言

近年來,國內部分地區的礦產資源在開發過程中,由于冶金、選礦技術的影響,部分礦區并未進行環保工作的有效治理,使得部分廢棄物未經處理便投入當地環境,造成了嚴重的負面影響。如化肥使用過量,導致土壤中重金屬污染程度增加,其中氮肥、鉀肥類重金屬比例較低、磷肥中重金屬比例較高;部分農藥的過量使用,其中包含鉛、有機汞等重金屬,易導致土壤結構的突變,極易導致土壤出現營養流失的情況,使得農作物的品質、產量等大幅下降。因此,業內相關機構必須及時進行土壤重金屬的監測,確保環境質量調查、環境保護工作的順利進展。土壤中重金屬的監測工作中,其較為關鍵的部分便是土壤前處理,該環節處理不當,極易導致重金屬監測效果和實際情況存在明顯偏差,因此,積極合理地進行重金屬監測前處理是穩定監測土壤重金屬的前提性條件。

2 土壤重金屬監測的主要方法

2.1 異位監測法 該方法是較為傳統的土壤重金屬監測手段,具有測量精度高的優勢,但是存在耗時長的弊端。目前,異位監測法的應用,一般在土壤重金屬監測中應用范圍較廣。首先,需要先進行采樣,然后將樣品送至實驗室進行分析。異位監測手段應用中,可將其進一步細分為化學分析法、儀器分析法。前者對土壤重金屬的監測處理中,主要是借助特定的化學反應,經由滴定法完成測定目標。這一方法在應用中,必須加強樣品前期的精細化處理。考慮到土壤重金屬測量環節較為簡單,化學分析法多用于微量元素的測量中。該方法弊端為靈敏度低,監測過程中必須嚴格按照對應流程完成操作。在儀器分析法中,需聯合應用電化學儀器、光學儀器等共同完成土壤內部重金屬的監測。該方法比化學分析法的精度更高,可為后續土壤污染的治理提供明顯參考價值。實際應用中,異位監測法在應用中,一般會結合化學分析法、儀器分析法。前者可進行污染物種類的判斷,后者主要是完成定量分析。

2.2 原位監測法 該方法屬于一種新型混合式土壤重金屬監測手段,包含環境磁學技術、高光譜分析、生物間接測定等技術。該方法使用中,不會對被監測物的周邊區域產生過度影響,可及時完成反饋、跟蹤處理。借助該監測手段,可及時進行土壤重金屬動態變化情況的分析,還可進一步完成動態反饋,明顯縮減了空間、時間方面的限制作用。

3 土壤中重金屬監測前處理方法

土壤中重金屬監測過程中,首先,要及時對土壤樣品進行預處理,考慮到土壤屬于固體顆粒,其內部包含的重金屬成分監測難度較高,同時受外界多種原因影響,最終監測結果極易出現偏差。新時期,土壤中重金屬的監測過程中,一般在溶液中進行土壤的溶解,隨后對溶解液進行試驗分析,本文對具體溶解方法分析如下。

3.1 電加熱全酸分解法 為了保證及時進行土壤重金屬的監測,預處理環節中,首先要進行取樣,保證所取樣品要具有較高的針對性,落實分區域的取樣原則。將0.5g左右樣品放于坩堝中,添加鹽酸、水,加熱使得鹽酸濃度增加,隨后添加濃硝酸,保證土壤被溶解,逐步形成粘稠狀物質。再在樣品中添加氫氟酸,并同時進行坩堝的搖晃。整個過程都要維持低溫加熱的狀態。最后添加高氯酸,加熱到出現淡黃色粘稠物為止。上述便是整個加熱過程,隨后讓樣品自然冷卻,并借助10%的稀硝酸完成坩堝等器具的清洗,及時進行殘渣的溶解處理,使得最終冷卻后的溶液總體積維持在50ml左右。上述整個環節中,必須考慮樣品總量的影響,避免樣品掉落、樣品粘連等導致的質量下降。操作后,對應溶液體積要維持在50ml左右。電加熱全分解法中,可及時完成汞、鉛、銅等金屬的監測,處理后,針對相應溶液完成預熱處理,可確保土壤中的重金屬完全溶于對應液體當中。

土壤中重金屬的監測處理環節中,電加熱法是常見方法,溶液常見、操作簡單。相關實驗人員要結合樣品中可能包含的重金屬種類進行酸液添加量的調整,以保證后續土壤檢測等操作滿足針對性要求,提高檢測結果的實際精度。

3.2 微波消解法 為了及時進行土壤樣品的有效處理,確保后續檢測效果的安全性、精確性,可借助微波消解法完成有效處理。微波消解法在進行應用中,一般也是應用于預處理環節。首先,借助300GHz的電磁波完成土壤沖擊處理,在外界電磁波動的作用下,土壤內部的極性分子便可根據微波頻率而出現明顯地變化,內部分子運動程度明顯增加。同時,土壤內部的分子在微波作用下,可能會出現摩擦、碰撞等現象,利于土壤溫度的提升。這一狀況作用之下,土壤內部的離子便會逐步在電磁場作用下發生運動,同時還會逐步發生撞擊作用。從上述現象的產生原理方面分析,微波消解法可確保酸性混合物、土壤樣品的快速融合,增加了樣品的溶解速率。

結合實際應用情況,微波分解法在硅含量高的土壤中較為適用,這類土壤在進行酸液溶解中,存在難度較大的特點,相關人員需借助微波分解法方可及時進行土壤處理,保證其逐步形成細小的顆粒,并最終溶解到酸性溶液中。

結語

重金屬對土壤環境具有極為惡劣的影響,工業發展新時期,土壤中重金屬污染問題日益嚴重,相關人員必須采取合理措施進行重金屬含量的監測。環保相關機構要合理進行土壤資源環境的判斷,考慮其是否存在嚴重的污染問題,并尋求解決策略,力求有效進行環境保護。為了提高重金屬監測的精度,分析中必須及時進行預處理。本文詳細探討了兩種預處理方法,旨在為重金屬監測前預處理方案的制定提供一定借鑒價值。