土壤中的重金属污染及检测技术探析

王雪

（博天环境集团股份有限公司，北京100000）

重金属污染对生态环境造成的冲击非常大，土壤环境被污染而后形成的影响比较深远，会影响日后的农业生产活动。在工业活动中，一些生产废料在没有被有效处理的情况下，被直接排放至土壤之中，形成了重金属污染问题，降低土壤质量。土壤修复工作也收获了更多的关注，为了解决重金属方面的污染问题，首先需要进行检测工作，以此来为后续的治理活动提供必要的信息。现围绕重金属污染现象以及相关检测技术展开研究。

1 重金属污染问题分析

1.1 土壤中存在的重金属污染的具体来源

在解决土壤污染问题时，首先需要掌握污染的具体来源，以便从源头处治理污染，在处理重金属污染时同样需要先将来源找出。根据重金属污染调查工作中获取的信息，可以确定这种污染具有多样化的来源，最为突出的来源是工业生产所造成的污染。开展化学制药、钢铁冶炼以及采矿等工业化活动之后，会形成一些废水与废渣，其受到重力作用，与雨水一同渗入到地面之下的土壤中，形成了污染现象；农业生产也会造成重金属污染，在使用农药的环节，用药量过大会加剧污染问题，一些农药中含有汞与砷等重金属成分，没有预先控制用药量，导致种植区域的土壤中形成重金属污染。除此以外，生活垃圾、污水以及交通污染也会导致土壤产生重金属问题，汽车排放出尾气污染物中的铅进入土壤中，给土壤造成铅污染；一些污水中含有金属离子，对其的处理不到位，直接进行排放与利用，被污水影响的土壤中将产生重金属问题。填埋生活垃圾时，电池与其他电气垃圾与土壤接触后也会产生污染。

1.2 土壤重金属污染形成的主要危害

随着现代化社会持续且快速地向前发展，无论是生活污染还是工业污染都以更为严重化的方式发展变化，土壤资源被多种不同类别的污染问题严重侵害，重金属给其带来的影响时比较持久的，治理不到位，污染状况日益严重化，一些农业用地的土壤产生重金属污染，直接影响了农作物正常成长，农作物被推向市场之后，消费者的健康也将受到重金属的威胁；大部分重金属处于土壤之中，难以被降解，将会形成长期污染问题。

2 检测重金属污染的可行技术

消除土壤中潜存的重金属危害时，需要在技术准备阶段，开展检测工作，以此确定土壤环境中的主要重金属元素，结合具体重金属的类型与污染规模来设定治理方案，更有针对性地消除重金属污染，保障治理效率与效果。现对几种检测重金属的技术措施进行分析，以此明确检测工作的实际开设状况。

2.1 电化学分析技术

通过电化学技术可以达到检测目标，完成检测重金属问题的任务，在该种检测技术系统中，主要需要选择电化学传感设备检测土壤中的重金属物质，检测技术日益升级，该种检测手段也形成了更强大的抵抗干扰的能力与更好的灵敏度，能够提供更加精准可靠的重金属检测结果。该检测方法除了有着比较高的灵敏度之外，同时准确性也很强，其中的电解分析法与库伦分析法都能够提供较为准确的分析结果，电解分析法可测定含量比较高的成分，库伦分析法则支持测定微量成分。该方法具有宽泛的测量范围，与其他检测系统相比，其仅需要较为简单的检测设备，成本较低，操作与调试仪器的过程都很简单，可满足自动化检测的需求，但是存在选择性比较差的问题。

2.2 生物传感器技术

生物传感装置在土壤检测的活动中有着较为突出的检测应用效果，考虑到土壤污染问题有朝着严重化的方向发展的趋势，需要开发更多的新型可用技术，实现高效检测的目标，在该种检测活动中，需充分利用固定电极材料与综合金属离子中存在的特异蛋白物质，在有需要时改变蛋白结构，利用灵敏度极强的传感装置针对重金属开展定量检测，所用的传感器为电容信号型传感器，检测人员可以运用更便捷的方式来对土壤中的重金属产生的变动进行了解，主要是含量方面的变化。该种生物传感器技术已经走向成熟，但是其给应用环境与生物活性也提出相对严苛的要求，这也限制了该技术在土壤检测活动中的应用。

2.3 原子荧光光谱技术

该技术隶属于原子光谱检测系统，需要运用火焰或者非火焰式的原子化设备，对样品展开原子化处理，对光源辐射进行激发与吸收，利用检测装置对原子荧光加以检测，其是从激光原子的去活化活动中生成的，以此来运用高度精准的方式对金属元素展开分析，同时检测痕量。该方法被运用重金属检测工作中，仅需要简单的谱线、线性范围广、选择性良好，检出限也很低，在灵敏度方面也有稳定的表现。但是运用该技术时，必须有强度极高的激发光源与低背景高效率的原子化设备，考虑到使用条件较为特殊，应用难度比较高。在检测汞、硒与砷时多用原子荧光仪装置。

2.4 免疫分析技术

通过免疫分析技术可将检测的准确度有效提升，该种检测技术在灵敏度方面也不存在问题，其在综合重金属离子时主要运用络合物，对空间结构进行有效预留，更加顺畅地实施氧化还原活动，确保载体蛋白可以直接对综合金属离子化合物进行有效接收，生成免疫原。检测人员还可结合基本的检测条件运用特异抗体，达到综合化合物的目标。

2.5 太赫兹光谱技术

探测土壤重金属物质时，运用太赫兹光谱检测系统，激励分子间形更强烈的相互作用，激励可形成吸收振动能量，该技术能够从准确度方面改善当前的重金属检测技术。

2.6 酶抑制技术

检测土壤重金属问题的实践活动中，酶抑制检测技术也可帮助完成基本的检测工作目标，运用这一重金属检测技术时，需有效利用酶活性因子与重金属离子之间的甲硫基反应，改变酶活性因子的基本结构，降低酶活力，使用相应的仪器即可进行酶抑制检测。根据运用该种检测技术的经验可知该检测技术在便捷性方面有优势，比如观察电导率、显色剂颜色变动等行为都会相对方便，在反应酶系统中的数学关系与土壤重金属含量时，可将光电信号放大。

2.7 其他检测技术分析

除了上述检测技术之外，利用以下两种技术，同样可针对土壤重金属问题进行检测工作。首先可应用原子发射光谱技术。在电子激发光谱技术系统中，电子受到激发之后，将形成跃迁的动作，形成激发态，而后再从高能态向低能态与基态转化。原子发射光谱与元素离子存有差异，在对不同的物质组成进行分析时，需要通过定性与定量的方法对多种不同的元素进行分析。这种光谱检测系统在检测重金属污染情况时，同样有突出的灵敏表现，选择性也不差，选择离子体作为光源，如电感耦合等，在同一时间中能够对多种不同类别的重金属实施检测，而后快速绘制出标准曲线，准确度方面并不会受到影响。但是在运用该技术时，使用的仪器设备成本高，同时在酸度要求方面的技术要求也极其严苛，检测结果可能会生成误差，在运用该技术时必须考察实际检测情况，确保重金属检测的经济性也很重要。

选用原子吸收光谱技术，需定量分析样品元素的原子蒸汽，而后掌握其吸收原子特征谱线的实际程度。不同类别的元素的原子结构与外层电子排布形式并不相同，且差异性比较突出，元素从基态转变为激发态的过程可以吸收的具体能量也有显著的差异，依照多种元素所形成的共振吸收线，可对重金属元素类别进行确定。该检测技术的应用优势集中表现在灵敏度、准确性与选择性方面，主要在运算与分析重金属的环节中发挥作用。该项检测技术在被使用时，也有一些需引起重视的问题，如检测人员需要对具体的元素需求加以了解，而后选择元素灯，操作过程繁琐复杂，元素曲线的基本线性范围不宽，虽然该检测方法尚存一些应用层面的问题，但是检测土壤中的铬、锌、铅、铜以及镍时仍旧可运用该技术。

结束语

土壤系统中产生的重金属污染必须被有效消除，以此来控制其造成的危害，有效保护土壤环境，提升生态环境的质量水平。本文所研究的检测土壤重金属现象的技术属于土壤污染治理工作中所需使用的基础技术，随着人们对于重金属污染形成了更加深入的了解，检测技术也被逐渐优化，能够在多种土壤检测条件下，形成更突出的检测效果。随着重金属污染的变动，检测技术研究部门需继续更新技术，强化检测精准度，提升检测效率，为治理土壤污染的事业提供信息支持。