土壤中重金属含量检测技术分析

沙拉·托合塔尔汗，娜孜拉·扎曼别克

（新疆环境保护科学研究院，乌鲁木齐 830011）

土壤中的重金属对各行各业的生产都有直接的影响，一旦土壤被重金属污染，不仅会影响农作物的产量和质量安全，还会严重影响人们的生活环境。此外，土壤中超标的重金属也将通过雨水渗入地下，给地下水带来污染，影响人们生活饮用水的质量，也给环境治理部门的工作带来很大的难度。因此，对土壤中主要重金属的含量进行检查十分必要。

1 土壤重金属污染概述

重金属污染的类型比较多样，能够给土壤造成污染的重金属也有很多种，其中包括Hg、Cr、Pb等具有一定生物毒性的重金属，还有Zn这样毒性比较小的金属元素。这些具有显著生物毒性的金属一旦进入土壤当中，就会被土壤中的胶体吸附，之后重金属会与土壤中的无机物、有机物等产生反应，生成一种全新的混合物。这种混合物不会再与土壤中其他有机物、无机物发生反应，因此它不会被土壤中的微生物分解，该混合物变为一种不能降解的物质存在于土壤当中，经过时间的推移，这种混合物的量越聚越多，最终导致土壤的变化[1]。这些混合物虽然不会被土壤中的微生物降解，但是可以被植物吸收，人类或者动物食用植物，使这些混合物进入体内，最终影响人们的身体健康。值得注意的是，土壤中有一些重金属有可能会转变成烷基化合物，这种化合物的毒性会比之前化合物的毒性要强上许多倍，所以烷基化合物给人们的生命健康造成的影响会更大。

2 土壤重金属污染现状

改革开放后，中国政府对于工业给予了极大的扶持力度，这无疑推动了工业的发展，同时工业为国民经济增长也贡献出了巨大的力量，促进了经济指数的增长。在这样的时代背景下，工业废弃物随意排放，对人们的生存环境造成了极大的影响。没有经过严格处理和检验的生活废水与工业废水排入河流当中，重金属的含量往往超过排放标准的要求，有时这些被排放的废水重金属含量可以达到数百微克每升，污泥中所含重金属甚至高达1 g/L，这对于我国的水体而言是严重的威胁。因此，人们必须要对污水排放进行严格的监管，避免污水流入土壤，导致重金属大量堆积，给土壤造成严重的污染。

3 土壤中的重金属含量检测技术

土壤中重金属含量检测技术主要包括传统的光谱技术、新型检测技术等，下面列举几种技术在土壤重金属含量检测中的应用。

3.1 传统光谱技术

3.1.1 原子荧光光谱法

此种方法适用于对有荧光的重金属进行检测，但是在进行土壤重金属检测的过程中有些重金属本身并没有荧光，因此需要添加一定的荧光分析试剂，使得原子光谱法的使用更加灵活[2]。原子荧光法对于重金属含量的检测速度快，数据准确，可以作为一种基础的重金属检测技术。例如，向土壤样本中加入王水，微波消解对铜进行萃取，然后利用氧化法对土壤中的Cd元素含量进行检测。

3.1.2 原子吸收光谱法

此种方法是为了提高重金属的灵敏性，以提升样本的检测水平，一般应用于检测的准备阶段。此种方法与湿法、干法、微波消解法进行结合，可以对检测结果进行快速的定量分析[3]。

3.1.3 X射线荧光光谱法

此种方法能够实现大批量的土壤检测，可检测的重金属种类多，具有很好的发展前景。其中，超软X射线对重金属检测的灵敏度高，是此种检测法中的一种主流发展方向。现阶段，此法能够直接检测出重金属浓度含量，能够迅速判别重金属种类。

3.1.4 电感耦合等离子体-原子发射光谱法

电感耦合等离子体-原子发射光谱法是以等离子体为激发光源的原子发射光谱测试分析方法，可同时对多元素进行定性、定量检测，其检出限低、耗时少、准确度高[4]。但是，此法检测的成本较高，干扰元素多，检测过程比较复杂，对前处理要求和检测人员要求都高。

3.2 新型检测技术

3.2.1 酶抑制法

重金属元素可以对细胞活性产生抑制作用，因此使用活性酶进行土壤检测检测，通过分析酶活性判断土壤中是否含有重金属。此种检测方法需要进行定性要求才能进行使用，使用的可抑制活性酶要与所需检测重金属含量进行匹配。同时，该方法对验环境的要求比较苛刻，必须选择好相应的缓冲液才能够精确分析土壤中的重金属含量。

3.2.2 生物传感器法

由于生物传感器会因各种外界因素的影响缩短寿命，影响土壤检测的结果，因此此种方法还未普及，现阶段人们对生物传感器进行大量的研究。例如，新型葡萄糖氧化酶生物传感器能够有效地对土壤中的汞元素含量进行检测，此种传感具有可再生能力，能够进行循环使用，这无疑大大节省了生物传感器的检测费用。

3.3 电化学分析检测技术

电化学分析检测运用电化学传感器对土壤中的重金属含量进行检测，这种检测方式速度比较快，检测过程全程自动化，因此较多地应用于土壤现场检测。需要注意的是，这种检测技术容易受其他土壤污染物的影响，其主要应用于对普通浆料的检测。所以，电化学检测也是未来检测手段中一项需重点研发的工作，以提升检测的灵敏度与检测过程中的抗干扰水平。

3.4 免疫分析检测技术

免疫分析检测技术的灵敏性较高，检测过程比较特殊，通过使用免疫分析的手段对土壤中重金属的含量进行检测。在使用此种检测方式时，人们需要注意：一是确保载体蛋白能与金属离子的化合物连接并产生免疫原性；二是为保证氧化还原反应的顺利进行，人们应为检测络合物预留一定的空间结构。为确保检测过程的精准性，工作人员要注意将具有特异性抗体与金属化合离子进行综合[5]。

3.5 太赫兹光谱检测技术

太赫兹光谱检测技术是一种新型的前沿科技，通过对分子内部或分子间相互作用进行激励，实现对土壤重金属含量的有效探测。从本质上来讲，它就是通过化学激励震动所需吸收能量对土壤中的重金属含量进行检测。使用此项技术的大多为科研工作人员。

4 土壤重金属含量检测技术的发展

对于土壤检测未来的发展方向，有以下几点建议：一是改进传统检测技术，对检测技术进行完善，提升检测的水平和效率，使检测能够向更加便捷的方向发展；二是对检测技术进行创新，挖掘更加先进的检测技术，在现有水平基础上提升检测的精准性[6]。当前是传统检测手段与新型检测技术并行的一个时期，这为土壤检测、土壤重金属检测管理提供了大量数据与技术方面的支持。

目前，土壤检测主要使用的传统手段，因此检测流程相对复杂，检测时间较长，检测效率较低，在短时间内无法做到对样本的精确检测。未来，检测技术应向更加高效便捷的自动化方向发展，缩减人力手工检测时间，使土壤检测的水平再上一个高度。新型技术的应用将极大提升土壤中重金属污染情况的检测，从而对土壤中重金属的含量及其区域的污染情况有充足的认识，为环境治理提供参考依据，同时通过环境检测及时整治区域环境，对污染较为严重的区域进行化工生产的管制，提升区域环境质量。

5 结语

随着我国工业的快速发展，人们必须重视重金属污染问题，特别是土壤重金属污染。重金属含量检测技术有利于检测土壤环境，防止发生重金属污染，全面保护土地资源。重金属检测技术要结合土壤的实况展开研究与治理，积极预防土壤污染，发挥土壤中重金属含量检测技术的有效性，满足土壤环境治理的基本需求。

1 黄艳贞.土壤中的重金属污染及检测技术分析[J].南方农机，2017，48（10）：86.

2 康爱华.土壤重金属光谱检测方法的探析[J].工程技术，2016，（12）：314.

3 范蓝志，邢雅周，李宗阳，等.便携式土壤重金属检测仪设计[J].黑龙江科技信息，2017，（15）：62-63.

4 刘立红，孙 晶，陈丽华，等.土壤中重金属含量的检测技术研究进展[J].化工时刊，2017，（2）：41-44.

5 吴君兰，张国平，朱 恩，等.土壤中重金属含量检测技术的研究[J].上海农业学报，2005，（4）：4.

6 周宝宣，袁 琦.土壤重金属检测技术研究现状及发展趋势[J].应用化工，2015，（1）：131-138.