土壤中重金屬含量檢測技術分析

沙拉·托合塔爾汗，娜孜拉·扎曼別克

（新疆環境保護科學研究院，烏魯木齊 830011）

土壤中的重金屬對各行各業的生產都有直接的影響，一旦土壤被重金屬污染，不僅會影響農作物的產量和質量安全，還會嚴重影響人們的生活環境。此外，土壤中超標的重金屬也將通過雨水滲入地下，給地下水帶來污染，影響人們生活飲用水的質量，也給環境治理部門的工作帶來很大的難度。因此，對土壤中主要重金屬的含量進行檢查十分必要。

1 土壤重金屬污染概述

重金屬污染的類型比較多樣，能夠給土壤造成污染的重金屬也有很多種，其中包括Hg、Cr、Pb等具有一定生物毒性的重金屬，還有Zn這樣毒性比較小的金屬元素。這些具有顯著生物毒性的金屬一旦進入土壤當中，就會被土壤中的膠體吸附，之后重金屬會與土壤中的無機物、有機物等產生反應，生成一種全新的混合物。這種混合物不會再與土壤中其他有機物、無機物發生反應，因此它不會被土壤中的微生物分解，該混合物變為一種不能降解的物質存在于土壤當中，經過時間的推移，這種混合物的量越聚越多，最終導致土壤的變化[1]。這些混合物雖然不會被土壤中的微生物降解，但是可以被植物吸收，人類或者動物食用植物，使這些混合物進入體內，最終影響人們的身體健康。值得注意的是，土壤中有一些重金屬有可能會轉變成烷基化合物，這種化合物的毒性會比之前化合物的毒性要強上許多倍，所以烷基化合物給人們的生命健康造成的影響會更大。

2 土壤重金屬污染現狀

改革開放后，中國政府對于工業給予了極大的扶持力度，這無疑推動了工業的發展，同時工業為國民經濟增長也貢獻出了巨大的力量，促進了經濟指數的增長。在這樣的時代背景下，工業廢棄物隨意排放，對人們的生存環境造成了極大的影響。沒有經過嚴格處理和檢驗的生活廢水與工業廢水排入河流當中，重金屬的含量往往超過排放標準的要求，有時這些被排放的廢水重金屬含量可以達到數百微克每升，污泥中所含重金屬甚至高達1 g/L，這對于我國的水體而言是嚴重的威脅。因此，人們必須要對污水排放進行嚴格的監管，避免污水流入土壤，導致重金屬大量堆積，給土壤造成嚴重的污染。

3 土壤中的重金屬含量檢測技術

土壤中重金屬含量檢測技術主要包括傳統的光譜技術、新型檢測技術等，下面列舉幾種技術在土壤重金屬含量檢測中的應用。

3.1 傳統光譜技術

3.1.1 原子熒光光譜法

此種方法適用于對有熒光的重金屬進行檢測，但是在進行土壤重金屬檢測的過程中有些重金屬本身并沒有熒光，因此需要添加一定的熒光分析試劑，使得原子光譜法的使用更加靈活[2]。原子熒光法對于重金屬含量的檢測速度快，數據準確，可以作為一種基礎的重金屬檢測技術。例如，向土壤樣本中加入王水，微波消解對銅進行萃取，然后利用氧化法對土壤中的Cd元素含量進行檢測。

3.1.2 原子吸收光譜法

此種方法是為了提高重金屬的靈敏性，以提升樣本的檢測水平，一般應用于檢測的準備階段。此種方法與濕法、干法、微波消解法進行結合，可以對檢測結果進行快速的定量分析[3]。

3.1.3 X射線熒光光譜法

此種方法能夠實現大批量的土壤檢測，可檢測的重金屬種類多，具有很好的發展前景。其中，超軟X射線對重金屬檢測的靈敏度高，是此種檢測法中的一種主流發展方向。現階段，此法能夠直接檢測出重金屬濃度含量，能夠迅速判別重金屬種類。

3.1.4 電感耦合等離子體-原子發射光譜法

電感耦合等離子體-原子發射光譜法是以等離子體為激發光源的原子發射光譜測試分析方法，可同時對多元素進行定性、定量檢測，其檢出限低、耗時少、準確度高[4]。但是，此法檢測的成本較高，干擾元素多，檢測過程比較復雜，對前處理要求和檢測人員要求都高。

3.2 新型檢測技術

3.2.1 酶抑制法

重金屬元素可以對細胞活性產生抑制作用，因此使用活性酶進行土壤檢測檢測，通過分析酶活性判斷土壤中是否含有重金屬。此種檢測方法需要進行定性要求才能進行使用，使用的可抑制活性酶要與所需檢測重金屬含量進行匹配。同時，該方法對驗環境的要求比較苛刻，必須選擇好相應的緩沖液才能夠精確分析土壤中的重金屬含量。

3.2.2 生物傳感器法

由于生物傳感器會因各種外界因素的影響縮短壽命，影響土壤檢測的結果，因此此種方法還未普及，現階段人們對生物傳感器進行大量的研究。例如，新型葡萄糖氧化酶生物傳感器能夠有效地對土壤中的汞元素含量進行檢測，此種傳感具有可再生能力，能夠進行循環使用，這無疑大大節省了生物傳感器的檢測費用。

3.3 電化學分析檢測技術

電化學分析檢測運用電化學傳感器對土壤中的重金屬含量進行檢測，這種檢測方式速度比較快，檢測過程全程自動化，因此較多地應用于土壤現場檢測。需要注意的是，這種檢測技術容易受其他土壤污染物的影響，其主要應用于對普通漿料的檢測。所以，電化學檢測也是未來檢測手段中一項需重點研發的工作，以提升檢測的靈敏度與檢測過程中的抗干擾水平。

3.4 免疫分析檢測技術

免疫分析檢測技術的靈敏性較高，檢測過程比較特殊，通過使用免疫分析的手段對土壤中重金屬的含量進行檢測。在使用此種檢測方式時，人們需要注意：一是確保載體蛋白能與金屬離子的化合物連接并產生免疫原性；二是為保證氧化還原反應的順利進行，人們應為檢測絡合物預留一定的空間結構。為確保檢測過程的精準性，工作人員要注意將具有特異性抗體與金屬化合離子進行綜合[5]。

3.5 太赫茲光譜檢測技術

太赫茲光譜檢測技術是一種新型的前沿科技，通過對分子內部或分子間相互作用進行激勵，實現對土壤重金屬含量的有效探測。從本質上來講，它就是通過化學激勵震動所需吸收能量對土壤中的重金屬含量進行檢測。使用此項技術的大多為科研工作人員。

4 土壤重金屬含量檢測技術的發展

對于土壤檢測未來的發展方向，有以下幾點建議：一是改進傳統檢測技術，對檢測技術進行完善，提升檢測的水平和效率，使檢測能夠向更加便捷的方向發展；二是對檢測技術進行創新，挖掘更加先進的檢測技術，在現有水平基礎上提升檢測的精準性[6]。當前是傳統檢測手段與新型檢測技術并行的一個時期，這為土壤檢測、土壤重金屬檢測管理提供了大量數據與技術方面的支持。

目前，土壤檢測主要使用的傳統手段，因此檢測流程相對復雜，檢測時間較長，檢測效率較低，在短時間內無法做到對樣本的精確檢測。未來，檢測技術應向更加高效便捷的自動化方向發展，縮減人力手工檢測時間，使土壤檢測的水平再上一個高度。新型技術的應用將極大提升土壤中重金屬污染情況的檢測，從而對土壤中重金屬的含量及其區域的污染情況有充足的認識，為環境治理提供參考依據，同時通過環境檢測及時整治區域環境，對污染較為嚴重的區域進行化工生產的管制，提升區域環境質量。

5 結語

隨著我國工業的快速發展，人們必須重視重金屬污染問題，特別是土壤重金屬污染。重金屬含量檢測技術有利于檢測土壤環境，防止發生重金屬污染，全面保護土地資源。重金屬檢測技術要結合土壤的實況展開研究與治理，積極預防土壤污染，發揮土壤中重金屬含量檢測技術的有效性，滿足土壤環境治理的基本需求。

1 黃艷貞.土壤中的重金屬污染及檢測技術分析[J].南方農機，2017，48（10）：86.

2 康愛華.土壤重金屬光譜檢測方法的探析[J].工程技術，2016，（12）：314.

3 范藍志，邢雅周，李宗陽，等.便攜式土壤重金屬檢測儀設計[J].黑龍江科技信息，2017，（15）：62-63.

4 劉立紅，孫 晶，陳麗華，等.土壤中重金屬含量的檢測技術研究進展[J].化工時刊，2017，（2）：41-44.

5 吳君蘭，張國平，朱 恩，等.土壤中重金屬含量檢測技術的研究[J].上海農業學報，2005，（4）：4.

6 周寶宣，袁 琦.土壤重金屬檢測技術研究現狀及發展趨勢[J].應用化工，2015，（1）：131-138.