土壤重金屬檢測技術研究現狀及發展趨勢探微

李顯歌

（南陽農業職業學院，河南 南陽 473000）

土地是人們進行一切活動的根源，人們在土地上生活工作學習，所食用的食品，所喝的水源都離不開土地。尤其是對我國農業有著至關重要的影響作用，人們日常所食用的蔬菜水果主食都生產于土壤之中，包括我們日常所飲用的水源也與土壤有著息息相關的聯系[1]。對此國家應該大力重視土壤重金屬檢測技術，加大對土壤重金屬檢測技術的研究和投入，也是為人們的食品健康安全以及生態環境添加了一種保障。

1 研究土壤重金屬檢測技術的原因

土壤重金屬污染問題是我國大力發展經濟所遺留的一個重要問題，不只局限于一處，在我國各個地方都存在著這個問題。重金屬污染最大的特點就是沒有顏色沒有氣味，長期污染著土壤，會給土壤造成極大的傷害，也影響著農作物和畜牧業的發展，也侵蝕著我們所飲用的水源，一開始的時候可能沒有任何的反應，但時間一長，會給人們的身體造成極大的傷害。舉一個例子，一個化工廠周圍的人們莫名得了一種怪病，臉上出了很多斑點，還沒有力量，當地的醫療水平也并不是很先進，醫生們不能及時的了解他們患病的原因，慢慢的出現了有人患病死亡的事件[2]。國家得知了這里的疫情，便組織了一支醫療團隊進行救援，后來得知這里的土地受到了嚴重的金屬污染，他們所使用的食品水源都受到了污染，長期的食用這些食品和水源，造成了他們的身體中毒，威脅著他們的人身健康安全。為了保護人們的身體健康安全，為了保護農作物可以安全的生產，勢必要加大對土壤重金屬的檢測，控制好土壤重金屬污染問題。

2 重金屬污染土壤的介紹

如果土土壤中所含的金屬比重大于5的話，被重金屬所污染的土壤。重金屬土壤中的中金屬成分主要是鉛、銅、鋅、鈷等擁有一些有害成分的重金屬，這些重金屬成分不容易被自然分解，會長期的殘留在土壤當中，危害土壤中的微生物的生存，破壞土壤中的營養成分，影響土壤以后的使用。重金屬還會由土壤轉移到農作物之中，會嚴重危害人們和動物的身體安全[3]。

3 重金屬檢測常規方法

3.1 光譜檢測方法

隨著科學技術的飛速發展，使得基于光與物質間相互作用建立起來的分析檢測土壤重金屬方法得到業界普遍認可，并且取得顯著的成效。是依據光的吸收、發射、散射等作用，通過運用光學儀器檢測出具體情況，然后再進行深入研究分析，從而得出土壤中重金屬含量。

圖1 光譜檢測法

主要包括原子吸收、發射光譜法、原子熒光光譜法、離子體發射光譜法、激光誘導擊穿光譜法、X射線熒光光譜法以及分光光度法等。在實際工作中要堅持具體問題具體分析原則，這樣會更加具有針對性，起到事半功倍的效果，對于土壤中重金屬含量檢測更加準確，了解到具體情況。

3.2 電化學檢測方法

（1）離子選擇性電極法。原理是將溶液中某種特定離子的活度轉化成一定電位的能力，其電位和溶液中給定離子活度具有一定的內在聯系，通過分析這種特定關系可以得出金屬含量的多少，操作起來非常簡單方便。

（2）極譜分析法。用特定的滴汞電極作為工作時所用的電極，通過測定電解反應過程中的電流、電壓，根據二者之間關系進行定量分析的方法，同時應用比較廣泛地技術還有極譜催化波、單掃描及脈沖極譜法等，都可以發揮出有效的作用。

（3）電位溶出分析法。在恒電位的條件下讓被測物質預先經過電解并逐漸富集在工作電極上，然后使用一些化學試劑或者附加電流讓富集的待測物質發生氧化還原反應溶出，在過程中要記錄好電極電壓E隨著時間t變化的曲線，最后進行分析的方法。

4 目前我國所使用的土壤重金屬檢測技術

我國現在的科學技術發展水平已經可以去檢測土壤中的重金屬成分，并且發明出很多種有關土壤重金屬的檢測技術，不只是可以從宏觀的現象去觀察出重金屬因素，還可以從微觀的角度去檢測中金屬成分。也利用很多原理，對土壤中金屬檢測技術進行分類，從這些檢測技術的優勢和不足再結合所檢驗的土質情況，進行選擇使用哪種檢測技術。

4.1 關于重金屬污染土壤的光學檢測技術

所謂的光學檢測技術，通過表面含義理解指光能和重金屬物質兩者間互相作用產生的一種檢測技術。人們都知道光是萬物的生命之源，擁有著太多的功能了，科學家們便利用光不同的功能和性質做了眾多的實驗，去檢測關于土壤被重金屬所污染的問題，發明出了很多檢測技術，又可以細致的分為很多種，比如說原子光譜，X射線熒光光譜，離子體發射光譜，導擊光譜等等，每一種技術都有每一種技術的特點優勢和不足，采取針對性的技術應用，在重金屬污染土壤之中將會達到最佳的功效，可以精準的檢查出土壤成分中的重金屬元素。而主要常用的是原子光譜法，也是在我國土壤成分檢測之中使用最多的一種技術，因為它方法比較多，可用的區域也比較的多。由三種方法所組成，分別是原子熒光光譜法以及原子吸收光譜法。其中最便捷的檢測技術是分光光度法，這種方法是科學家根據波線定理，選擇一個特定的波長，去觀察土壤內各種重金屬成分吸收光的強度，呈現出它們吸收光不同的反應。分光光度法的優勢就是抵抗其他物質干擾的能力比較強，自身的敏感度比較高。所以使用的范圍也是相當挺廣的，工作人員操控起來也很方便。但由于我國目前的科學技術還不是特別的搭檔，制造這項技術的設施設備所需要的成本比較高，一般的工廠是引入不到這種設備的，這也是這個技術的局限性之一，相信在以后的發展之中，科學家們會發明出性價比較高的設備去搭配這項技術，讓這項技術在我國更好的推廣出去。

4.2 關于重金屬污染土壤的電化學檢測技術

電化學反應也是用來測查土壤內重金屬成分的方法之一，原理是依照各種金屬元素對電化學的反應性質來作為分析條件。這種技術是有現社會的化學和現社會的儀器設備結合而產生的，技術的優點是速度比較快，靈活性比較高。檢查測試的方法是依靠設備電壓的高低，電流的快慢以及電腦的功率和電量等等。現在根據電化學所研發出的檢查測試方法有極譜分析法、溶出伏安法等等。這種方法與上一個光能檢測方法不同的是，可以同時針對很多種重金屬物質進行檢查和測試。同時電化學檢測技術也有它的不足，就是關于樣品處置的問題，在處置樣品的期間，有可能會產生在此污染的問題。也是因為這個原因，以至于這種技術只能使用在科學研究工作當中。

4.3 關于重金屬污染土壤的生物檢測技術

在眾多的檢測技術當中，生物檢測重金屬污染土壤的技術應該是檢測技術中的一支清流，采取生物反應去進行檢測土壤中的重金屬物質，是目前較新的一種土壤檢測技術。其中使用的最多的應該是酶分析法與生物傳感器。酶分析法主要是利用酶的活躍性檢測出土壤中重金屬的成分與含量，最大的優點應該是在不破壞自然環境的條件下，以酶的活躍性來降解金屬中的毒性。需要的費用也比較低，具有低成本的優點，還可以敏感的反應出檢查成果。但他也有一個很大的局限性，不能隨時隨地的進行檢測，要在特定的環境下去進行檢測，并且檢測出的精準度也不是很高，不適合應用于我國現在的技術之中，同時也不建議去推行這門技術。生物傳感器檢測技術是利用生物和檢測的材料相互聯系在一起，再用科學的方式將這些材料轉變成光或者是電，照射在土壤之中，分析出土壤中重金屬的元素和物質。但這一個方法也有一個很大的局限性，是因為生物所存活的時間是太短，而這一個技術的核心之處就決定于生物的活動性能。因此這一門技術也不適合推廣到社會當中。

5 新型土壤重金屬檢測技術

5.1 高光譜分析檢測技術

這是是比較先進的一種檢查土壤中重金屬成分的技術，其原理是使用遙感來獲得信息，并且根據高光譜的分辨率以及光波的變化，去檢測和預示土壤中重金屬的數量，高光譜分析檢測技術具有快速、零接觸、大范圍的特點。還不會對土壤造成任何的傷害，與傳統的檢測技術相比，要方便了很多，還加快了工人們的工作效率，可以在較短的時間內檢測更多的土壤。其檢測過程也很簡單，只要在土壤的現場利用光譜確定重金屬的成分，然后再針對不一樣的成分去進行相對應的測定。

5.2 大赫茲光分析檢測技術

這種檢測技術目前也只是在研究之中，研究的具體成果比較稀少，只能是用在很小的范圍之中，還受很多因素的影響，使用時受到的限制也有很多。但目前這是一項最先進的檢測技術，其原理是分子原理介于分子與分子之間的相互作用，所產生的共鳴而引發的能量吸收特點。如果將這項技術研究成功，便可以在很短的時間內做的大范圍的土壤污染檢測工作之中，就著大規模、光速的優點，相信在未來的土壤檢測工作中，這項技術會得到應用。

5.3 環境磁學檢測技術

所有的物質都含有一些磁性，便可以依照這些磁性所產生的物理效應去進行分析檢測工作。可以磁場測定物質的數量，測定物質的成分以及測定物質的特性等等，所以便可以利用磁場來了解土壤中金屬的成分以及含量。磁場檢測方式是一種比較快捷，比較方便，性比價也比較高的一種技術。在進行檢查時，不會對土壤造成任何的傷害，也不需要太多的人力和物力。在節省能源的同時也提高了經濟效益，是一種可持續發展的技術。但目前這種技術也只是在實驗之中，并沒有真正的推廣到市場之上，相信在未來的時代之中，這項技術一定可以應用到實際操作之中，為土壤的檢測提供更加精準的數據。

6 研究土壤重金屬檢測技術的意義

如果土壤一直被重金屬所污染，就會造成整個生態系統混亂，威脅人們健康的生活。由此可見土壤的健康與人們的健康有著至關重要的聯系，也與整個自然環境有著重要的影響，為了維護整個生態系統保持良好的循環，為了保護我們的身體健康不受到傷害，非常有必要去研究土壤重金屬檢測技術，也非常有必要跟隨著我們時代的發展，去對這項技術進行改良和創新。因為隨著時代的發展，為了給人們提供更好的生活品質，會出現各種新型的金屬，如果還使用著傳統的檢測技術都無法檢測出現代的金屬物質，也不能判斷出這些物質的成分和特性，影響對土壤的修復，所以一定要讓土壤檢測技術跟隨時代的發展而發展。舉一個例子，在現如今我們剛剛研發出的納米技術，便可以將納米技術原理應用到土壤檢測技術當中，用納米技術去處理樣品，就可以減少樣品可能會發生第2次污染的可能性。

7 結束語

進行土壤檢測是要長時間堅持的，工作人員需要超強的耐力，才可以勝任這項工作。國家也要加強對這項工作的支持，在這個項目之中投入更多的財力和物力，才可以促進土壤檢測技術得到進一步的發展。完善好土壤檢測技術，不管是在經濟上還是民生上將會對我國產生巨大的利益。