土壤重金屬監測過程與質量控制分析

江永鉅

（肇慶市高要區環境保護監測站，廣東 肇慶 526100）

在土壤的各種污染源中，對環境危害最為嚴重的就是重金屬，工業廢水、廢液的不合理排放、使用重金屬超標的化肥、不合理的采礦過程等都是造成土壤中重金屬污染的主要因素。土壤中重金屬不僅會對環境產生破壞，還對動物體和人體的安全產生著威脅，而且這種污染和危害是不可逆的，為了有效避免這些危害，對土壤重金屬進行監測是極其必要的。

1 土壤重金屬的監測

1.1 實地采樣

樣品的采集是土壤重金屬監測的第一步，影響著監測的準確性，樣品采集工作必須按照檢測的內容嚴格開展采樣工作。首先，樣品的地表層需要具有一定的厚度，采集完樣品之后清除掉其中的雜質裝入樣品袋，樣品袋上面標記好采集的地點、時間、內容等信息，并密封保存好。為了保證所采集樣品信息的準確和完整性，還需要對其進行科學的編碼。其次，樣品的保存需要嚴格按照存放標準，建立樣品庫。為了避免對監測過程造成不必要的影響，需要建立詳細的樣單列表，詳細記錄采樣的相關信息，根據記錄的信息做好檢查和跟蹤。

1.2 樣品制備

樣品的制備工作需要在實驗室中進行，制備過程中嚴格遵守操作規范。為了確保樣品制備的有效性，必須保持實驗室的整潔、干凈，為樣品制備提供一個良好的環境。整個制備過程主要有風干、過篩、研磨等。風干處理是樣品制備的第一步，在風干快進行到一半時需要將較大的土壤塊壓碎鋪平使之成為薄膜狀，也就是做好土壤的徑粒控制，之后再完成剩余的風干處理。風干處理完成后再進行過篩、研磨等工作，使樣品達到監測的標準。為了便于后續監測，制備完成的土壤樣品粒徑不得大于200目。整個樣品制備的過程中，要注意避免樣品受到太陽直射以及受到污染。

1.3 土壤重金屬的監測方法

現階段隨著人們對土壤重金屬檢測的不斷深入研究，檢測的方式越來越多，檢測的準確性、可操作性等有了很大的提升。在土壤重金屬檢測中主要有生物學分析法、光學分析法、電化學分析法為主的常規檢測方法以及大赫茲光譜法、環境磁學、生物量簡潔測量技術、高光譜分析技術等新型監測方法。以下主要介紹現階段常見的幾種土壤重金屬監測方法[1]。

1.3.1 激光誘導擊穿光譜法

該監測方法主要利用激光進行會聚，致使樣品氣化。通過監測儀器收集原子和離子光譜，最終傳輸到計算機中，檢測出樣品中的重金屬含量和濃度，從而測算出該區域土壤的重金屬含量。該監測方法是現階段較為有效的監測方法之一，可以實現對多種形態的樣品以及多種元素定量、定性的監測，并準確地分析監測結果。還可以連續檢測污染相對較少的樣品，分析的效率相對較高，監測方法較為可靠（如圖1）。

圖1 激光誘導擊穿光譜法

1.3.2 免疫分析法

利用免疫分析法監測土壤中重金屬含量主要利用了抗原和抗體反應的原理，利用酶聯免疫吸附技術、免疫熒光技術等進行的快速的監測，這種監測方法具有靈敏度高、監測速度快等優勢，但缺點在于需要選擇可與重金屬結合的化合物，也就是制備特性好的抗體。為了確保分析結果的準確性，監測人員需要篩選出有效的化合物（如圖2）。

圖2 免疫分析法

1.3.3 電感耦合等離子質譜法

該監測方法主要用于同位素分析、元素定量分析和形態分析等領域，隨著該技術的進一步發展，在重金屬土壤監測中發揮出了良好的應用優勢，能夠準確監測出土壤樣品中Be、Li等25種元素，監測的效率較高。該監測技術主要是將樣品處理成溶液并將其引入ICP，在高溫下離子化，經高真空質譜儀來篩選、傳輸和監測，有望成為未來主流監測方法[2]。

1.4 報告編寫

報告編寫是土壤重金屬監測的最后一步，編寫前需要核實好數據，如果存在異常的數據則應對實驗過程進行檢查，檢查實驗的準確度和精度、空白值是否達到了標準，實驗的操作、流程是否符合規定等，發現問題步驟并進行二次測試。若兩次檢測后依舊存在異常數據則說明存在重金屬污染，在實驗報告中如實填寫實驗內容、流程、結果，以及存在問題和解決方法。

2 土壤重金屬監測質量控制

2.1 采樣過程的質量控制

樣品的有效性直接關系到監測的結果和質量，在采樣前需要細致地了解污染區的工農業分布情況，了解污染土壤的土質狀況，對可能的污染源做出分析，科學分布樣品采集點。在整個采樣過程中應防止樣品混亂，標記好樣品。采樣的方法應根據不同樣品的特點選擇，為保證采樣的準確性和防止不必要的失誤，就需要對采樣人員做好培訓，提高采樣過程的規范性。最后，加強樣品運輸中的保護，尤其是有針對性地保護好易揮發的物質。

2.2 準確性控制

在土壤重金屬監測中，對實驗結果準確性的測定一般采用加標回收的方法，隨機選取15%的樣品實施加標回收測定，為保證測定的效果，每一批次需要保證不少于兩個樣品的測試，該控制方法的效果主要體現在對缺乏質控樣品時的準確性控制。

2.3 精密度控制

對土壤重金屬監測中精密度的控制主要利用設置平行樣本的方法，對相同批次的樣品，建立對應的平行樣本，進行平行樣品實驗，以這種方式在一定程度上實現有效的平行監測，降低整體偶然誤差，從而提高樣品監測的精密度。對不同批次的樣品，通過建立質量控制樣本的方法，對整個監測實驗的誤差實行有效的控制，當監測樣品不能達標時，需要再次實施樣本監測，以原有監測方法為基礎，增加10%的平行雙樣，只有實驗合格率大于95%方可結束實驗。

樣品消散有效性的控制可通過抽取30%的樣品實施平行樣品監測實驗來實現，其中關鍵點在于要確保每批消解監測樣品中至少含有5個獨立樣品、2個平行樣品和1個質量控制樣品，通過科學、有效的方法控制監測結果，控制好偏差的范圍。

3 結語

土壤中重金屬的監測對于環境保護具有重要的意義，需要得到有效落實。土壤中重金屬的監測有樣品采集、樣品制備、監測實驗、報告編寫等步驟，為了確保監測的準確性，還需要做個整個監測過程中的質量控制，主要落實采樣過程的質量控制、準確度控制以及精密度控制，以回收加標法、平行樣本法等方法控制好監測的質量。