土壤中重金屬元素含量的檢測分析

丁 浩

（新疆維吾爾自治區分析測試研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

隨著工業廢水排放、污水灌溉、農藥大量使用等，造成土壤重金屬情況加重。重金屬污染會造成土壤板結、結構變化，造成農作物減產，直接造成較大的經濟損失。而且，重金屬會通過食物鏈影響到人類健康。隨著城鎮化建設速度加快，廢水、廢渣、廢氣等污染物排放不斷增加且隨意排放，對土壤造成嚴重污染，導致其中重金屬含量持續超標。作為一個農業大國，土壤遭受污染，甚至很多近郊耕地出現不同程度的重金屬污染。因此加強土壤重金屬污染監測與防治具有現實意義。

1 土壤中重金屬元素含量的檢測

1.1 對目標區域調查研究

為了對土壤遭受重金屬污染的真實情況進行全面了解，就需要去對遭受污染的區域展開一次精細檢測。針對遭受污染的土壤中所含重金屬物質的種類以及含量進行詳細檢測。

首先，通過走訪、調查，尋找到受污染最嚴重的土壤區域，包括因遭受污染而對周邊樹木、農作物生長等產生怎樣影響，經過周邊居民的具體描述，有一個大概了解，在了解的前提下對需要進行土壤檢測的區域進行詳細劃定。

1.2 做好目標地取樣調查

在劃定詳細的土壤檢測區域后，之后需要對監測區域內土壤進行取樣。取樣時，工作人員一定要盡可能確保所取土壤樣品在測定區域內均勻分布，最大限度保證最終檢測數據和平均值接近土壤實際污染程度。同時，技術人員在取樣時需要在地圖上詳細標注取樣點位置，便于后期在電腦上標注并繪制土壤污染分布圖提供詳細的位置及數據參考。

在取樣完后，需要對所取土壤樣品進行簡單處理，通過有效方式去除其中所含有的水分、垃圾和其他雜質，而這些物質的存在會對最終監測數據的精度造成嚴重影響。因此，工作人員在實際操作前需要先對土壤樣品中的水分進行處理，使其自然晾干，然后通過過濾、篩選等操作對其中雜質進行分離處理，確保最終得到干凈、干燥的土壤樣品，為檢測工作的開展提供保證。

1.3 快速檢測技術的應用

在進行土壤重金屬污染監測工作時，最用的方法是光譜檢測技術。該技術可以準確檢測土壤中重金屬離子含量，這也是國家標準的檢測方法之一。光譜檢測過程中需要運用大量設備，對土壤中重金屬含量分析時花費大量時間與成本，還需要運用放射性原則，檢測時需要專業技術人員，避免發生檢測安全事故。

電化學分析法，此種檢測方法即利用物質在溶液中以及電極上電化學性質差異，建立的分析檢測方法。基于DNA重金屬電化學傳感器，以電極作為信號轉換器界面，在電極表面固定DNA或RNA探針，以待檢測重金屬離子前后構型的改變進行檢測，得到具有電活性信號指示劑產生的電化學信號，完成對被測金屬離子的定性和定量檢測。在實際應用中，重金屬元素檢測時，所需各項專業試劑種類比較少，且操作工藝簡單，還具有靈敏度高特點，具有較大的應用優勢。

具體在使用全掃描檢測方式時，可以盡量使用大濃度的農藥樣品，通過將檢測結果與圖譜中內容對照，可以明確標記樣品的峰值時間。在現實生活中，由于樣品中的農藥殘留量相對較少，因此使用全掃描的方式難以確定農藥殘留的性質和程度。因此對于這種微小樣品而言，離子檢測模式能夠發揮出更重要的作用。在具體的工作中，可以按照以下的步驟測試：第一，借助大濃度的樣品進行全掃描，掌握好各種殘留物的出峰時間，其次可以根據殘留物的特征鎖定特征離子。最后通過峰值時間以及離子的豐度進行定性分析。

2 土壤重金屬污染的防治修復措施分析

2.1 重視固體廢棄物處理

比如針對人們日常生活中產生的來垃圾，需要嚴格按照生活垃圾分類標準進行處理，包括可回收垃圾、不可回收垃圾、廚余垃圾、有害垃圾等等。而對于農業生產所產生的秸稈以及其他固體垃圾，相較而言其所能產生的危害性較小，處理起來也相對安全，簡單。但是對于醫療垃圾，如過期藥品、醫用針頭、注射器等醫療廢物；或者工業垃圾中的廢舊電池、過期油漆、盛放過含有重金屬成分的瓶瓶罐罐等，這些物品本身就存在極大危害性，若在后期處理過程中不能做好相關分類和處理，而是隨意丟棄，亂堆亂放，極有可能發生二次化學反應或者引發爆炸，嚴重者可能產生對人體有害的射線等等，其嚴重程度不可想象。所以，在環境工程建設過程中，一定要加強對這類固體垃圾的分類和處理，以免操作不當引發更嚴重的危害和污染，為人類生存和環境建設造成不可挽回的傷害。

在將各種不同的固體廢棄物進行分類回收之后，相關部門需要根據各種固體廢棄物的特性特點，采用不同的處理方式對進行針對性處理。比如生活垃圾，對其中可回收部分可通過粉碎、壓實、固化等操作對其進行二次回收和利用；而對于其中的廚余垃圾和動物糞便、尸體以及植物落葉等，可借助微生物進行發酵和分解處理，將其轉化為可供農業生產利用的肥料、可供燃燒的沼氣或者牛羊食用的飼料等。如此不僅將這些可能對環境造成污染和破壞的垃圾進行了有效處理，還通過有效措施將其變廢為寶，實現二次利用。而對于建筑生產所產生的建筑垃圾，因為其數量過大的原因，再建筑開始時就要做好相關預處理措施，對于不可回收再利用的建筑垃圾可進行掩埋處理。而對于可能對人們生命健康產生威脅的醫用垃圾和工業生產所產生的廢棄物，則需要按照嚴格的分類方式和處理過程對其進行處理。

2.2 源頭控制及后期處理

2.2.1 源頭控制

大力推廣并施撒無污染的農業有機肥。首先，通過有效措施，盡可能減少在農業種植過程中，對于化學農藥的使用。在具體種植操作中，盡可能采用可降解的農業地膜開展農業種植活動。其次，在進行農業灌溉時，盡可能選用經過凈化處理的工業用水。如經過微生物修復、高等植物修復或者底泥疏浚、人工濕地等方法對農業灌溉用水進行全面凈化，保證灌溉用水的安全性。最后，針對“三廢”展開針對性治理，同時全面預防，提高警惕，以免因為出現大氣沉降，而導致土壤遭受重金屬污染事件的再次發生。

2.2.2 阻斷過程

對于已經造受到重金屬污染的土壤，為了防止污染程度的進一步加重和污染面積發生遷徙，在此過程中，可采用過程阻斷工藝技術對已經遭受污染的土壤進行阻斷及相關隔離處理。現階段，針對土壤遭受重金屬污染而采取的阻斷工藝技術，主要處理方法是向已經遭受重金屬污染的土壤中添加有機物、無機物、復合物以及微生物等具有鈍化劑性質的物質，使兩者發生反應，以此降低或改變土壤中重金屬之前的化學狀態，使其發生鈍化，以此最大程度降低土壤中重金屬的水溶性以及可能在植物生長過程中發生的轉移。

2.2.3 末端修復

針對土壤中重金屬污染物所進行的末端修復技術，主要是采用富集或者超富集類植物進行修復或者對重金屬活化物進行修復。而且富集或者超富集類植物修復技術又被稱為植物提取技術或者植物萃取技術。主要通過龍葵、蓖麻、皇竹草、巨菌草或者超級累油菜等一些富集或者超富集類植物將土壤中所含有的重金屬元素從遭受污染的土壤中富集并轉移至相對而言便于處理的部分地方。這種末端修復處理技術不僅成本低，而且易管理，能夠實現原位修復。重金屬活化修復技術在修復遭受重金屬污染的土壤時，其工作的本質是通過生物或者化學等操作，提升超級累植物本身對于重金屬的富集處理效果，以此達到將重金屬從土壤中轉移的作用。

2.3 污染土壤的修復技術

2.3.1 物理修復技術

物理修復中最常用的手段就是對遭受污染的土壤進行深耕、去土或者換土。該修復方法的優點在于其對土壤中重金屬的去除效率比較高。但缺點也比較明顯，不僅所耗工程量較大，成本高，需要大量人力、物力和財力，而且對的破壞性極大，只適用于污染面積較小的區域。相比傳統物理修復，電動修復處理技術更加便捷、快速，成本低廉，便于控制，而且不會對土壤結構造成損害。具體操作為：將兩個電極插入到受污染的土壤中，其中重金屬離子在受到直流電壓影響時，會自發進行富集和轉移，從另一端析出。但該方法也有一個致命缺點，即只適合滲透性較低的黏土地質。熱處理修復技術主要通過電熱修復技術，將土壤中易揮發的Se、 As、 Hg 等有害物質從土壤中析出，優點為操作簡單、易實施；缺點在于整個過程消耗電能，需要大量花費，而且嚴重危害土壤結構，污染環境，在實際操中對很少使用該方法。

2.3.2 化學修復技術

在化學修復技術中，最常用到的兩種方法是化學淋洗技術和穩定固化修復技術。在使用化學淋洗技術時，要先對土壤受污染的程度以及其中重金屬物質的含量、種類等進行檢測分析，選擇合適淋洗液，通過清洗法去除其中重金屬物質。該技術的優點在于操作簡單，缺點為對土壤土質有一定要求，我國很多地區由于土質原因并不適用，而且可能因為淋洗液的選用不當，對土壤造成二次污染。穩定固化修復技術稱為一種非永久性修復技術，該技術的修復原理在于阻礙土壤中重金屬的釋放含量，通過鈍化操作，降低土壤中重金屬物質的遷移性，通過抑制其向農作物本身的遷移，以此降低重金屬物質對人體的傷害。在穩定固化修復操作中常用的鈍化劑有電廠灰、鐵錳氧化物和石灰等物質。

2.3.3 合理運用生態修復技術

農業生態修復技術，即農業生產過程中轉變傳統耕作模式，通過一些特定、特殊的農作為，達到對土壤中重金屬物質的吸收和控制，通過食物鏈的模式，逐漸減輕或去除土壤中重金屬物質的含量。

再利農業生態修復技術治理被重金屬污染的土壤時，需要對其中所種植的農作物種類進行及時調整，選用合適的有機肥，同時減少工業化肥的使用。而具體的修復措施包括：對土壤ph值進行調控和控制、改變土壤養分以及水分含量，通過有效引導，控制并減少其中重金屬物質的含量。相比其它修復技術，該方法的優勢在于可操作性強、成本低，而且市場技術成熟，但缺點也十分明顯，需要耗費較長的周期。

3 結語

總之，土壤重金屬污染修復與治理時，需要綜合考慮土壤重金屬污染的成因，選擇合適的檢測技術。根據檢測結果選擇合適的治理方案與措施，做好固體廢棄物的處理，控制農藥使用等，改善土壤重金屬污染現狀，提高農產品產量與質量。