浅谈土壤重金属检测方法的应用及发展趋势的探究

徐 欢

（上海诚云建设工程质量检测有限公司，上海 200000）

土壤中重金属对人体的伤害以及农业的生产等均会带来一定的不利影响，所以我们有效地对土壤重金属检测方法进行研究是具有十分重要的现实意义的[1]。然而重金属污染物种类繁多，但是相关土壤检测标准里前处理方法各不相同，且消解时间过长给我们日常工作带来相当大的不便，应用微波消解法及经过优化的电热板消解法，对于大多数金属均获得满意的检测结果[2]。

1 土壤重金属前处理方法

1.1 仪器及标准物质

COOLPEX微波消解仪、中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所土壤成分分析标准物质GBW07452（GSS-23）土壤中铅含量：（28±1）mg/kg、土壤中铜含量：（32±1）mg/kg、土壤中锌含量：（97±3）mg/kg、GBW07447（GSS-18）汞 含 量 ：（0.015±0.003）mg/kg、温控电热板

1.2 前处理方法

（1）电热板消解法。称取约0.2g土壤样品，加入3.0ml硝酸3.0ml盐酸于电热板上100℃加热30min后加入2.0ml氢氟酸30min后，加1.0ml高氯酸180℃赶酸，加热至粘稠状，稍冷定容至50ml容量瓶中待测。

（2）微波消解法。称取约0.2g土壤样品，加入4.0ml硝酸2.0ml氢氟酸按表1消解程序消解。样品消解后冷却至低于80℃、5 atm取出，加入1ml高氯酸汞于180℃下赶酸，至冒白烟，样品呈粘稠状取下，定容至50ml容量瓶中待测。微波消解程序按4个阶段逐级升温、升压，最高压力25atm，最高温度200℃，消解时间40分钟。

（3）汞是唯一一个在常温、常压下以液态存在的金属，在空气中稳定，常温能蒸发出汞蒸气且有剧毒。汞采用微波消解法，同样能获得满意的检测结果。称取约0.2g土壤样品，加入4.5ml盐酸1.5ml硝酸按上述消解程序消解。冷却后加1.0ml高氯酸120℃赶酸，加热至粘稠状，稍冷定容至50ml容量瓶中待测。

2 土壤重金属的检测方法

2.1 原子荧光光谱法

原子荧光光谱法是测定土壤中微量砷、锑、铋、汞、硒、碲、锗等元素最成功的分析方法之一。汞、砷、硒虽然是非金属，但其毒性及性质与金属类似，固将其列入金属范畴。

原子荧光法以汞为例。采用微波消解法，土壤标准物质GBW07447（GSS-18），进行试验验证，消解后定容体积为10ml。标准曲线：y=1261.7176x-13.0301样品中汞平均含量为0.016 mg/kg，检测结果在标准值（0.015±0.003）mg/kg范围内。

2.2 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是广泛使用的金属元素的测定方法，基于在蒸汽状态下对待测元素基态原子共振辐射吸收进行定量分析的方法。根据检测目的不同又可分为分为火焰原子吸收光谱法及石墨炉原子吸收光谱法。石墨炉法检测精度高，可达到PPB级，稳定性稍差，对于土壤中镉、铅检测效果较可靠。火焰法检测时间短，可测金属种类多，检测精度不如石墨炉法为PPM级。

（1）采用电热板消解法，火焰原子吸收分光光度法以 铜 为 例。使 用 土 壤 标 准 物GBW07447（GSS-23），进行试验验证，消解后定容体积为25 ml。标准曲线：y=0.1621x+0.0047样品中铜平均含量为32.57 mg/kg，检测结果在标准值（32±1）mg/kg范围内。

（2）采用电热板消解法，石墨炉原子吸收分光光度法以铅为例。使用土壤标准物GBW07447（GSS-23），进行试验验证，消解后定容体积为25ml。标准曲线：y=y=0.0060x+0.0054样品中铅平均含量为28.69 mg/kg，检测结果在标准值（28±1）mg/kg范围内。

2.3 等离子体发射光谱法

等离子体发射光谱法对科学技术的要求较高，综合性也较强，离子体发射光谱法能够对各种分析方法进行充分的融合，同时提高土壤重金属检测过程中的效率和检测的精确度。检验过程中可以通过对特征谱线的强度分析来确定样品中相关元素的含量，此种分析方法的效率非常高，同时也能够有效地简化相关的操作人员的操作，具有十分便捷的特性。并且离子体发射光谱法具有的最明显的优势之一就是其分析速度是非常快的，并且在众多领域中都可以得到广泛的应用。同时对各种元素的合理分类，也可以对重金属元素后期的利用等进行较高效率的安排。所以这种仪器在现如今也得到了非常广泛的利用。

采用上述前处理方法，等离子发射光谱法以锌为例。使用土壤成分标准物质GBW07452（GSS-23）进行试验验证，消解后定容体积为50 ml。标准曲线：y=23190x+160.5样品中锌平均含量为98.81 mg/kg，检测结果在标准值（97±3）mg/kg范围内。

3 重金属土壤污染区进行现场检测

在整个土壤重金属的检测过程中，除了我们以上提到的一些方法之外，也不能忽视对现场环节的监测，只有有效地对现场进行监测，才可以对整片土地的重金属污染程度做到充分的了解和掌握，从而也能够对受污染的土壤做到更加谨慎。具体的分析在于实验室，但是现场监测所获取的数据更加直观，更加综合。但是在应用过程中也要针对不同的地质环境采取不同的监测方法，这样才能够有效地保证检测结果的准确性。下面我们便对现场监测的方法进行简要的介绍：

3.1 激光诱导击穿光谱技术

激光诱导击穿光谱技术相比于其他的现场监测技术来说具有较高的科学技术性，其主要监测原理在于对现场的土壤进行实时的监测，从而通过一定的科学技术和手段对土壤中的成分进行高效率的分析和掌握，同时通过聚透镜系统将所分析出的数据对激光器进行一定的传导，这种技术对离子和光源技术等进行了高效率的综合，同时也能够有效地利用计算机智能系统对数据进行高效率的分析，从而对土壤中的重金属成分进行更高的了解，多方数据进行结合，才能够使数据更加精密，更加准确。

3.2 磁化率技术监测手段

前文我们所提到的激光诱导击穿光谱技术对于磁化率较高的土壤是非常适用的，因为磁化率较高的土壤中的重金属含量一般都是非常高的，而磁化率检测技术可以对土壤中的重金属成分进行有效的分类和判断，同时也能够通过磁化的强度来对土壤的重金属的污染程度进行有效地了解。同时磁化率技术监测手段与其他的监测技术来比具有十分便捷的操作这一特点，其所需要的人力资源也不是太多，能够有效地减少人力资本的投入，同时也能够有效地保证土壤重金属检测的效率，这对后期监测工作效率的提高具有十分重要的现实意义。

4 土壤重金属污染监测技术发展的现实意义

现如今社会实现了大幅度的发展，经济也在不断的进步，人们的生活水平实现了大幅度的提升，由此人们对健康问题也越来越关注，若想有效地保证人们的生存环境健康，对土壤中的重金属进行有效的检测和分离也具有十分重要的作用。土壤成分中的重金属对人体的伤害是十分巨大的，所以有效地对我国土壤重金属污染监测技术进行发展也是具有十分重要的现实意义的。近年来，我国的土壤重金属污染监测技术得到了大幅度的发展，但是同时也存在着非常大的进步空间。与西方的发达国家相比，依然存在着非常明显的缺陷。上文我们对土壤中重金属的检测操作方法以及对土壤的现场检测的技术手段等均提出了一定的介绍。首先，我们要充分的对实验室的监测与现场监测进行的不同进行有效的了解和掌握，同时也要注重将实验室所得到的数据与现场监测过程中所得到的结论进行充分的综合和应用。在进行化学监测的时候，由于监测的时间较长，化学试剂可能会对土壤造成二次污染，所以我们要尽全力缩短监测测量的时间，从而避免对土壤造成二次污染，对人体造成更大程度的伤害。而现场监测技术与实验室检测技术相比，具有的特点是所获得的数据更加直观，同时操作也更加方便简单。只有二者充分的利用，才可以有效地对土壤中的重金属进行高程度的检测。其次，对土壤重金属污染的监测技术进行大幅度的发展，也可以有效的保证我国农业的发展。土壤是农业发展的基础，所以土壤质量的提高对农业的产出也具有非常重要的现实意义。若想有效地对农业进行发展，同时增加农民的收入，带动我国经济的发展进步，一定要重视对土壤的质量进行改善。我国是农业大国，只有对土壤进行科学合理的保护，才能够在最大程度上促进我国农业的发展，提升我国的综合国力。

5 结语

土壤是人类生存的最基本的元素之一，所以我们一定要对我国的土壤进行科学合理的保护，提高土壤保护的重视程度，全员参与到对土壤的保护工作中，对土壤中的重金属进行有效的检测，同时对土壤中重金属的检测技术进行创新和发展。实验室监测和现场检测两种手段进行充分的融合，并在检测过程中减少对土壤的二次污染，这样才能够有效的保障我国土壤的质量。