土壤中重金屬監測前處理方法研究

張亞南　宋彥杰

摘 要：隨著我國工業化的發展，土壤環境問題也逐漸的受到國家的重視，尤其是土壤環境中的重金屬污染問題，嚴重的威脅著植物的生長，對人們生活和生產產生嚴重影響。由于土壤的重金屬污染問題在短時期內不可能快速的解決，并且也是短期不可逆過程。在土壤植物系統中，一旦土壤出現重金屬污染問題，重金屬會隨著食物鏈進入到農產品中，嚴重的影響到了農產品的質量和安全，危害到人們的健康。因此對土壤中重金屬污染進行監測是十分必要的。隨著科學技術的不斷發展，對于土壤中重金屬的監測方法主要出現了以下的幾種：高光譜學（基于3S技術）、環境磁學、生物學方法。

關鍵詞：土壤 重金屬 監測 前處理 方法 分析研究

1重金屬污染概述

重金屬污染主要是指汞、鎘、鉛、鉻以及金屬砷等生物毒性顯著的重金屬，也指具有一定毒性的一般重金屬，例如鋅、銅、鈷、鎳、錫等。但是就目前來說，在重金屬中人們最為重視和關注的是汞、鎘、鉛等。由于重金屬污染是現在土壤污染中面積最廣，危害性最大的環境問題之一，我國對這方面的問題也十分重視。在2013年的時候國務院辦公廳發布了《近期土壤環境保護和綜合治理工作安排》，文件中對土壤重金屬污染問題提出了相關的方法，對于土壤重金屬監測分析具有十分重要的意義和作用。對土壤重金屬的監測有多種方法，首先是有傳統的測定方法，主要是使用化學分析儀器，例如原子吸收光譜（AAS）、原子熒光光譜（AFS）、電感耦合離子體發射光譜（ICP-AES）、分光光度法、電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）法、電化學法等各種各樣方法。但是使用這些方法對土壤中的重金屬進行監測都需要價格昂貴的儀器，并且監測的過程也是十分復雜的，這就使得監測工作的效率十分低下，監測的成本也比較高的。而且其中使用的有機試劑對環境也容易造成污染，這就使得使用傳統的方法監測土壤中的重金屬很難滿足相關的要求。

2土壤重金屬監測方法分析

2.1異位監測方法

對土壤中的重金屬進行監測所使用的異味監測方法其實是一種比較傳統的方法，我們使用這種方法對土壤中的重金屬進行監測，監測的時間是比較長的，但是精準度是比較高的，因此在土壤重金屬監測中的使用也是比較廣泛的。我們首先是需要對樣品進行采樣，然后就需要進行實驗室分析，而實驗室分析的方法我們是可以分為化學分析法和儀器分析法這兩種。

2.1.1化學分析方法

化學分析法主要是以特定的化學反應為基礎的分析方法，在土壤重金屬監測中常常使用的化學分析方法主要是滴定法（容量法）。這主要是由于這種方法在土壤重金屬監測中相關的操作是比較簡單的，而且結果也比較準確。但是由于相關的樣品前處理比較繁瑣，而且靈敏度也比較低，因此常常用在土壤中重金屬含量以及一些微量元素的研究和分析。

2.1.2儀器分析方法

對土壤重金屬進行監測過程中，由于化學分析法不能精準的定量其中的重金屬，因此在監測的過程中就將精密的儀器引入到化學分析中，目前，在土壤重金屬監測中所使用的儀器主要包括光學類儀器、電化學類儀器和聯用儀器。

2.2 原位監測方法

原位監測方法其實就是在不影響被測物的狀態以及周圍環境的前提下，對目標物的含量進行實時的在線跟蹤測定。對土壤中的重金屬進行監測主要是采用電磁感應、地理信息系統等相關的方法以及先進的多元統計和地理統計的方法，這樣不僅方便了對土壤特性的分析研究，而且能在時間和空間上對土壤中的重金屬進行科學的分析和研究。這種研究方法主要是利用全球定位系統定位被監測地區的土壤，依靠原位分析技術結合遙感技術獲取相關信息，對土壤中的重金屬進行有效、科學的監測。目前，支持原位分析法的相關技術主要包括以下的三種，分別是高光譜分析技術、環境磁學技術和生物量間接測定技術。

3前處理方法分析

3.1電加熱-全酸分解法分析

土壤重金屬監測前處理方法首先是電加熱—全酸分解法，步驟主要是如下幾方面：首先，在監測的時候進行采樣。取0.5000g的土壤樣品放置在四氟乙烯坩堝中，加入幾滴水潤濕，加入10mL濃鹽酸，低溫加熱蒸發到剩下5mL的時候，加入15mL濃硝酸，加熱到粘稠現象，再加入10mL氫氟酸繼續進行加熱，適時的搖動坩堝，最后加入5mL高氯酸，繼續進行加熱處理，一直到白煙冒盡，分解物出現了白色或者是淡黃色的粘稠物。對分解物進行冷卻處理之后使用稀酸溶液10%的硝酸對坩堝內壁以及坩堝的蓋子進行沖洗，溫熱溶解就會出現殘渣，冷卻處理之后就定容在50mL。

3.2微波消解法分析

使用微波消解法對土壤中的重金屬進行監測，不僅能夠使得土壤樣品的處理更加準確和安全，而且還可以使樣品的處理更加快速。這主要是由于微波是一種頻率在300GHz的電磁波，當電磁波通過采集的土壤樣品的時候，極性分子能夠隨著微波的頻率快速進行變換和取向。例如將微波調制為2450MHz的時候，分子每一分鐘的變換方向就達到了24.5億次，這就使得分子來回的進行轉動，并且與周圍的分子相互碰撞和摩擦，總能量就不斷的增加，使得土壤樣品的溫度不斷上升，使得試液中的帶電粒子、水合離子等在交變的電磁場中出現來回的遷移運動，并與鄰近的分子出現撞擊運動。由于受到電場力的作用，使得試樣的溫度不斷的升高。微波消解法主要是通過土壤樣品與酸的混合物吸收微波能，快速加熱，達到消解土壤樣品的目的。

4結束語

土壤是人類生存中重要的自然資源之一，也是人類生態環境中的重要組成部分。隨著我國工業化的發展、城市污染加劇以及農業生產中農用化學物質的使用，使得土壤的污染程度不斷加深，尤其是土壤重金屬污染問題，對植物的生長發育有著嚴重的影響，不僅會阻礙農作物和植物的生長，而且還會影響到農作物的產量，嚴重的還會污染地下水資源。本文主要就土壤中重金屬監測過程中的前處理方法進行分析研究，希望可為我國土壤中重金屬的監測和處理提供一些建議和借鑒。

參考文獻：

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