我國土壤重金屬污染的監測與環境保護策略

李敏敏

[摘 ? ?要]土壤是不可再生資源，一厘米的土壤形成需要一千年的時間，加上城市化的進城，土壤沙化的影響等，可耕種土壤日益減少。重金屬在土壤中是無法被分解的，也正是重金屬的殘留導致了土壤的污染，在這種土壤上種植農作物，人們食用了這些食物，重金屬便會進入人的體內，危害人們的身體健康，因此對重金屬污染進行分析，同時提出土壤環境保護策略，對人類的健康發展有著極大意義。

[關鍵詞]土壤;重金屬污染;監測;治理策略

[中圖分類號]X53 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）08–0–02

[Abstract]Soil is a non-renewable resource. It takes a thousand years for the formation of one centimeter of soil. In addition to the impact of urbanization and soil desertification， the arable soil is declining. Heavy metals cannot be decomposed in the soil. It is precisely the residues of heavy metals that cause soil pollution. If people grow crops on this soil， if people eat these foods， heavy metals will enter the body and endanger peoples health. Therefore， the analysis of heavy metal pollution and the proposal of soil environmental protection strategies are of great significance to the healthy development of mankind.

[Keywords]soil; heavy metal pollution; monitoring; governance strategy

土壤是人類賴以生存的基礎，在地球上，優質的土壤資源是不可再生資源。人類需要利用土地來種植莊稼，收獲糧食，如果耕地被大面積污染，就會通過農作物給人體造成很大的傷害，而重金屬污染是土壤污染的巨大元兇之一。土壤重金屬污染的監測與環境保護顯得尤為重要，畢竟這關系到糧食安全，因此不管是在農村還是在城市，都應當進行階段性的表層土壤重金屬污染

監測。

1 土壤重金屬污染概述

重金屬污染的嚴重性不言而喻。根據經驗及文獻研究發現，大氣的沉降比，新能源的開發，冶金行業的發展以及工業污水違規排放等，這些都是重金屬污染的原因，而這些氣體或者液體被土壤所吸收，便會造成土壤的重金屬污染。此外，由于環保意識不足，許多農民將一些農藥及生活用品的金屬包裝隨便丟棄，被埋在地里，這些也會導致土地受到重金屬的污染。

2 土壤重金屬污染環境監測的現狀

目前，我國對于土壤重金屬污染的監測和處理是相當重視的，尤其體現在土壤重金屬監測方法上。目前，我國已有太赫茲光譜法、光譜分析技術、磁性檢測方法和電化學分析監測技術等檢測技術，而且這些技術的使用成本都很低，這不僅提高了監測效率和精準度，而且免去了大量的人力物力，節省工作量，更重要的是，通過實踐證明，這些科學方法所檢測的數據都真實有效，數據誤差很小。

而根據工作場地劃分，土壤重金屬監測方法又主要包含以下兩種：一是實驗室監測方法，另一種是現場快速監測方法。在土壤重金屬污染物的監測中，這兩種方法都有各自的長處和不足。為了能使土壤重金屬監測達到高效、迅速、靈敏、簡潔的目的，討論了兩種方法的發展趨勢。

2.1 實驗室監測方法

如今常用的現場監測方法有原子熒光光譜法、原子吸收光譜法和分光光譜法，這些是針對室外現場的監測方法。除了這些之外，還有一些實驗室監測方法也比較實用，這其中包括電化學分析方法、光譜分析法和磁性檢測法。

（1）電化學分析法。目前，我國的電化學檢測技術已經達到了先進水平，廣泛運用于檢測土壤痕量元素的方法，這種方法有一個弊病，就是在處理時要經過土樣的稀釋分解，這就需要用強酸物質，因此，這種方法會對土壤造成二次污染，因此常用于特定化學反應的土壤樣本分析。雖然它的污染性很強，但是監測結果卻很精準。因此這是我國實驗室監測方法中常用的一種。

（2）光譜分析法。這種當方法的特點是范圍大，可以對大面積土壤的成分進行分析，但是正因為范圍大，卻也造成了瑣碎復雜的工作量，而且精準度一般。

（3）磁性檢測法。這種方法相對來說比較傳統，但是成本低，而且所得到的信息量很大，因此也廣泛運用于實驗室監測中，這種方法的特點是可以成像，對于后期的圖像處理和成分分析有很大的幫助。但是這種檢測方法對土壤環境要求較高，因此不適用于普遍情況。

2.2 現場快速監測方法

土壤監測分析，更實用的方法就是現場快速監測的方法，這種監測效果更直觀，但是相比于實驗室監測效果而言，需要耗費人力、物力以及時間，這很大程度上提高了土地金屬監測的成本。不僅如此，當現場監測出結果后，在運送土壤樣本中，由于環境濕度、溫度等不確定因素，樣本的現場監測結果會和送檢后實驗室復檢的結果差很多。所以，土壤成分監測分析是一種很縝密、很嚴格的過程，環境的濕度、溫度以及其他因素都會造成監測結果出現誤差，而且誤差還會很大。所以，在不能滿足實驗室監測的條件下，要首先考慮快速對現場土壤樣本進行監測。

從目前的監測技術來看，土壤磁化率監測技術是已經被證實能夠在現場快速監測土壤重金屬含量的方法，這主要基于歷年來，大量研究人員通過工作實踐得出的寶貴經驗。這種技術可以在現有的基礎上提高檢測效率和檢測結果的精準度。比如太赫茲光譜法，這種方法的操作過程就比較簡單，產生結果的速度比較快。而且通過實踐證明，這種方法能分析出土壤的優勢和可能存在的污染問題。

3 城市表層土壤重金屬污染環境監測技術

3.1 樣品的采集

采集城市地表的土壤樣本，要遵循《土壤環境監測技術規范》（HJ/T 166—2004）（以下稱“規范”）。在《規范》的4～6章中規定，在土壤采樣前，要經過資料收集和現場勘查兩項工作之后再決定采樣方案，這樣可以減少誤差，使實驗結果具有代表性。要對土壤采樣的地點有計劃的選擇，要考慮到經濟性和可操作性兩點。在《規范》中是這樣作出明確指導的，在采集土壤樣本之前，應當進行現場調查，并收集之前的資料作為經驗，為了消除檢測誤差，要設計合適的布點，也要兼顧經濟性和可操作性。為了全面反映土壤的環境質量，《規范》推薦了三種隨機取樣的方法，即為：簡單隨機、分塊隨機和系統隨機三種方法，應當在實際操作中，根據情況選用布點法，此外，建議使用系統隨機的布點法，也稱作“網格布點法”。這種采樣方法在操作上要分表層樣和分層樣，表層樣是指采集0～20 cm深度的樣品。要使用木鏟或竹片等工具，這樣可以減少對土壤樣品質地的影響，要將采集后的土壤樣本裝入塑料袋或者布袋保存，并做好記錄。

3.2 樣品的制備

采用白色搪瓷盤作為器皿，使用木質工具敲碎樣品，不可使用其他加工制品。樣品的分裝要采用塑料封，并貼好標簽，避光保存。

3.3 分析與測定

一般可以采用實驗室測定和現場測定，其中實驗室測定法比較常見，因為實驗室測定的環境比較嚴格，精密度高，不會受到風度、溫度和濕度的影響，因此，基體的干擾性小，線性范圍較寬。但是也是有弊病的，因為在檢測的過程中比較繁瑣，要求比較精密，因此較為費時費力，同時檢測費用也很高。實驗室的檢測方法，常用的包括分光光度法、電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）、原子熒光光譜法（AFS）、原子吸收光譜法（AAS）、電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-AES）等，除此之外，還可以采用極譜分析法，化學分析法、電化學分析法等。

采用原位分析實現檢測進行現場快速測定，其特點是速度快、成本低，另外目前應用比較廣泛的測定法有免疫分析法、磁化率法、酶抑制法、遙感高光譜法、X射線熒光光譜法（XRF）、激光誘導擊穿光譜法（LIBS）、生物傳感器分析法等。

4 土壤重金屬污染的環境保護策略

第一時間確定土壤重金屬污染的狀況，根據污染程度不同，采用不同的修復與保護措施，堅持生態環保、低價高效的原則，同時邊生產邊修復，既要考慮到環保效益，同時也要控制好經濟效益，走“源頭防控-過程阻斷-末端修復-安全利用”的環境保護模式。

4.1 輕度污染的環境保護策略

可以通過植物進行土壤重金屬環境的修復與保護，具體的步驟有提取、吸收、分解、轉化四步。詳細工作流程如下：①在重金屬污染區域引入筒篙、菠菜、葛首，通過植物萃取法可以將土壤中的重金屬進行部分轉發，從而降低土壤重金屬污染，②引入向日葵、水葫蘆兩種植物，可以降解與轉化重金屬污染土壤中的銅、鋅、鉻、錫等元素;③念珠藻、浮萍和藍藻等水生生物可以清除土壤中揮發的重金屬元素，同時通過水生植物的呼吸作用將重金屬轉移到大氣中;④可以采用樺樹、榕樹等植物進行地區的土壤改造。植物修復的方式可以從根本上解決土壤重金屬污染的問題，使用比較廣泛，且可以有效避免二次污染。

4.2 中重度污染的環境保護策略

中重度污染的土壤已經不適合種植農作物和其他植物了，需要降低污染等級，可以采用淋洗防治技術。這種技術的規范流程是：先開鑿排水渠道，再用碘化鉀、EDTA、硫代硫化物或氯化氫作為溶質與一定量蒸餾水混合成為淋洗液，把淋洗液倒入重度污染的土壤中，這樣淋洗液就會和土壤中的金屬離子進行化學反應，形成混合溶液，通過加壓的方式將這些混合溶液壓到已經準備好的排水渠道中，把土壤中的重金屬排出來，最后，將沒用完的廢液排出來。這樣做不會破壞土壤機構，但是成本費用較高，而且會造成土壤中的營養流失，因此不是常用的防治策略。

5 結語

我國對環境保護工作向來非常重視，政府也多次呼吁全球其他國家保護環境。因此，對于土壤重金屬污染的防治工作也要重視起來。而就目前的土壤重金屬污染的防治工作而言，力度和技術支持還遠遠不夠，因此需要我國公民從生活的點點滴滴注意環保，控制污染，有效保護人類共同的地球家園。在日常生活中，要嚴格按照垃圾分類的方法進行垃圾處理，不要將污染物丟棄在土地上，防止被土地掩埋，造成土地污染。土壤環境保護工作任重而道遠，需要全人類的共同努力。

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