我國土壤重金屬污染的監(jiān)測與環(huán)境保護策略

李敏敏

（臨沂市生態(tài)環(huán)境局臨沭縣分局，山東 臨沂 276700）

土壤是我們賴以生存的基礎(chǔ)，而且在地球上，優(yōu)質(zhì)的土壤資源是不可再生資源。我們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(nóng)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(jiān)測與環(huán)境保護尤為重要，畢竟這關(guān)系到糧食安全，因此不管是在農(nóng)村還是在城市，都應(yīng)當(dāng)進行階段性表層土壤重金屬污染監(jiān)測。

1 土壤重金屬污染概述

重金屬污染的嚴(yán)重性不言而喻，那么土壤中的重金屬來自哪里呢？根據(jù)經(jīng)驗及文獻研究發(fā)現(xiàn)，大氣的沉降比，新能源的開發(fā)，冶金行業(yè)的發(fā)展以及工業(yè)污水違規(guī)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(huán)保意識不足，許多農(nóng)民將一些農(nóng)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(dǎo)致土地受到重金屬的污染[1]。

2 土壤重金屬污染環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)狀

目前來看，我國對于土壤重金屬污染的監(jiān)測和處理是相當(dāng)重視的，尤其體現(xiàn)在土壤重金屬監(jiān)測的方法上。目前來說，我國已有太赫茲光譜法、光譜分析技術(shù)、磁性檢測方法和電化學(xué)分析監(jiān)測技術(shù)等檢測技術(shù)，而且這些技術(shù)的使用成本都很低，這不僅提高了監(jiān)測效率和精準(zhǔn)度，而且免去了大量的人力物力，節(jié)省工作量，更重要的是，通過實踐證明，這些科學(xué)方法所檢測的數(shù)據(jù)都真實有效，數(shù)據(jù)誤差很小。

而根據(jù)工作場地劃分，土壤重金屬監(jiān)測方法又主要包含以下兩種：一是實驗室監(jiān)測方法，另一種是現(xiàn)場快速監(jiān)測方法。在土壤重金屬污染物的監(jiān)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(jiān)測達(dá)到高效、迅速、靈敏、簡潔的目的，下面我們來討論一下兩種方法的發(fā)展趨勢[2]。

2.1 實驗室監(jiān)測方法

如今常用的現(xiàn)場監(jiān)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(xiàn)場的監(jiān)測方法。除了這些之外，我們還有一些實驗室監(jiān)測方法也比較實用，這其中包括電化學(xué)分析方法、光譜分析法和磁性檢測法。那么我們就以這三種常見的方法為例，來介紹一下土壤分析方法中實驗室監(jiān)測方法。

電化學(xué)分析法：目前，我國的電化學(xué)檢測技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了先進水平，因此這是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(jīng)過土樣的稀釋分解，這就需要使用強酸物質(zhì)，因此，這種方法會對土壤造成二次污染，因此這種方法常用于特定化學(xué)反應(yīng)的土壤樣本分析。雖然它的污染性很強，但是監(jiān)測結(jié)果卻很精準(zhǔn)。因此這是我國實驗室監(jiān)測方法中常用的一種[3]。

光譜分析法：這種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(fù)雜的工作量，而且精準(zhǔn)度一般。

磁性檢測法：這種方法相對來說比較傳統(tǒng)，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(jiān)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提供了很大的幫助。但是這種檢測方法對土壤環(huán)境要求較高，因此不適用于普遍情況。

2.2 現(xiàn)場快速監(jiān)測方法

土壤監(jiān)測分析，更實用的方法就是現(xiàn)場快速監(jiān)測方法，使用這種方法的監(jiān)測效果更直觀，但是相比于實驗室監(jiān)測效果而言，需要耗費更大的人力、物力以及更多的時間，這很大程度上提高了土壤重金屬監(jiān)測的成本。不僅如此，當(dāng)現(xiàn)場監(jiān)測出結(jié)果后，在運送土壤樣本中，由于環(huán)境濕度、溫度等不確定因素，樣本的現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果會和送檢后實驗室復(fù)檢的結(jié)果差很多[4]。所以，土壤成分監(jiān)測分析是一種很縝密、很嚴(yán)格的過程，環(huán)境的濕度、溫度以及其他因素都會造成監(jiān)測結(jié)果出現(xiàn)誤差，而且誤差還會很大。所以，在不能滿足實驗室監(jiān)測的條件下，要首先考慮快速對現(xiàn)場土壤樣本進行監(jiān)測。

從目前的監(jiān)測技術(shù)來看，土壤磁化率監(jiān)測技術(shù)是已經(jīng)被證實能夠在現(xiàn)場快速監(jiān)測土壤重金屬含量的方法，這主要基于多年來，大量研究人員通過工作實踐得出的寶貴經(jīng)驗。這種技術(shù)可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上提高檢測效率和檢測結(jié)果的精準(zhǔn)度。比如太赫茲光譜法，這種方法的操作過程就比較簡單，生成結(jié)果的速度比較快。而且通過實踐證明，這種方法能充分地分析出土壤的優(yōu)勢和可能存在的污染問題。

3 城市表層土壤重金屬污染環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

3.1 樣品的采集

采集城市地表的土壤樣本，要遵循《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T166-2004）（以下稱“規(guī)范”），在本《規(guī)范》的4～6章中規(guī)定，在土壤采樣前，要經(jīng)過資料收集和現(xiàn)場勘查兩項工作之后再決定采樣方案，這樣可以盡量地減少誤差，使實驗結(jié)果具有代表性。要對土壤采樣的地點有計劃地選擇，要考慮到經(jīng)濟性和可操作性兩點。在本《規(guī)范》中是這樣做出明確指導(dǎo)的，在采集土壤樣本之前，應(yīng)當(dāng)進行現(xiàn)場調(diào)查，并收集之前的資料作為經(jīng)驗，為了消除檢測誤差，要設(shè)計合適的布點，也要兼顧經(jīng)濟性和可操作性。為了全面反映土壤的環(huán)境質(zhì)量，該《規(guī)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(tǒng)隨機三種方法，應(yīng)當(dāng)在實際操作中，根據(jù)情況選用布點法。此外，建議使用系統(tǒng)隨機的布點法，也稱作“網(wǎng)格布點法”[5]。這種采樣方法在操作上分表層樣和分層樣，所謂的表層樣，是指采集0～20 cm深度范圍內(nèi)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(zhì)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(zhì)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(biāo)簽，避光保存。

3.3 分析與測定

一般可以采用實驗室測定法和現(xiàn)場測定法，其中實驗室測定法比較常見，因為實驗室測定的環(huán)境比較嚴(yán)格，精密度高，不會受到風(fēng)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(zhì)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(fā)射光譜法（ICP-AES）等，除此之外，還可以采用極譜分析法，化學(xué)分析法、電化學(xué)分析法等。

采用原位分析進行現(xiàn)場快速測定，其特點是速度快、成本低，另外目前應(yīng)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(dǎo)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(huán)境保護策略

4.1 輕度污染的環(huán)境保護策略

可以通過植物進行土壤重金屬環(huán)境的修復(fù)與保護，具體的步驟有提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化四步。詳細(xì)工作流程如下：1、在重金屬污染區(qū)域引入茼蒿、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(zhuǎn)化，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(zhuǎn)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(lán)藻等水生生物可以清除土壤中揮發(fā)的重金屬元素，同時通過水生植物的呼吸作用將重金屬轉(zhuǎn)移到大氣中。4、可以采用樺樹、榕樹等植物進行地區(qū)的土壤改造。植物修復(fù)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(huán)境保護策略

中重度污染的土壤已經(jīng)不適合種植農(nóng)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(shù)。這種技術(shù)的規(guī)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(zhì)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(xué)反應(yīng)，形成混合溶液，通過加壓的方式將這些混合溶液壓到已經(jīng)準(zhǔn)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結(jié)構(gòu)，但是成本費用較高，而且會造成土壤中的營養(yǎng)流失，因此不是常用的防治策略。

5 結(jié)語

我國對環(huán)境保護工作向來非常重視，我國政府在與世界對話的會議中，也多次呼吁全球其他國家保護環(huán)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防治工作而言，力度和技術(shù)支持還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此需要我國公民從生活的點點滴滴注意環(huán)保，控制污染，有效保護我們共同的家園。在日常生活中，要嚴(yán)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(huán)境保護工作任重而道遠(yuǎn)，需要全人類的共同努力。