论土壤中重金属污染监测的现状及发展

张 娟 叶 翠 张潇天

0 引言

土壤中的大多数无机污染物为重金属污染物，主要是因为土壤中的微生物不能有效地将重金属分解成可利用成分，导致重金属成分在土壤中逐渐积累，甚至于经过食物链的层层叠加，最终进入到人体中，对人体健康造成严重危害。因此，利用科学技术对土壤中的重金属成分随时进行监测和监测分析对人类的健康发展尤为重要。

1 土壤重金属污染概述

土壤中重金属污染物的来源主要是：大气沉降，能源、冶金行业、污水的无组织排放以及本身就含有重金属的污泥等几方面。另外在基本农活中经常会用到的化肥、农药和地膜等产污物，因为它们本身的化学成分或是不可降解性，再加上农民的环保意识不够强烈，对其的不合理使用和随地丢弃的金属包装，很容易导致土壤受到重金属的污染。

2 土壤重金属污染监测的现状

在土壤重金属污染监测中，对样品的检测方法尤为重要。我国目前用于监测土壤重金属的基本技术方法有：光谱分析技术、电化学分析监测技术、太赫兹光谱法、磁性检测方法等已有检测技术，这些检测技术在一定程度上降低了技术人员对土壤环境进行监管控制的工作难度节约了大量工作成本，更重要的是在土壤环境监测中提供了最真实有效的监测数据。

现有的土壤重金属监测主要包括两种，一种是实验室监测方法，另一种是现场快速监测方法。这两种方法在土壤重金属污染监测中都有利弊，为了使土壤重金属污染的检测结果和监测方法能够做到更加快速、简洁、提高灵敏度的情况，新的检测方法也是备受关注，下面共同讨论两种监测方法的发展趋势。

2.1 实验室监测方法

除了原子吸收光谱法、分光光度法、原子荧光光谱法这些我们在一般土壤监测分析中会用到的方法外，实验室的监测方法还包含了电化学分析方法和极谱分析法。以电化学分析法为例，电化学分析检测技术已被较好的运用在了土壤中痕量元素的检测中，但是根据实际操作的实验室情况来看，这类检测技术需要采集的土壤样品在前处理时需要进行土样消解，需要用到强酸物质，因此还是存在着可能会对土壤造成二次污染的情况。它是以特定的化学反应为基础对土壤采集样品进行分析，仅适用样品中常量的分析，它有准确的结果、费用比较适中等优点，但它的缺点是分析前的处理过程太过复杂，实验过程中仪器的灵敏度也会降低。

光谱分析技术目前因为它操作时的程序比较简单，投入成本较小，对检测环境的要求也不高而受到大量业内工作人员的推崇，虽然它可以大范围的批量检测，但还是在一定程度上存在样品采集前的工作琐碎复杂，结果的精准性也不是很理想等不足之处。

磁性检测方法是一种比较传统的实验室检测技术，检测过程也较为经济，所含信息量较充足，可以节约大量的时间成本和经济成本，尤其是对于后期空间分析和图像处理有很大帮助。但是它的前提条件是必须带有磁性的土壤重金属，因此对土壤环境的要求较高，不适用于大多数情况。

2.2 现场快速监测方法

如果在实验室对土壤中的重金属进行监测，则需要大量的工作人员参与实验、消耗大量实验仪器和不少的实验经费，这样一来大大提高了监测分析的成本，另外还需要长时间的分析过程才能得出结果，而且很可能在输送样品的过程中，因为某些不确定因素，导致样本出现差错，从而导致测量出现差错。所以当出现不适合用实验室监测方法的条件下，这时候应该先考虑能在现场快速对土壤样本进行监测的方法。

就现在的监测技术来说，土壤磁化率监测技术等方法已经被证实能够在现场连续监测土壤中重金属的含量，对其受污染程度作出准确的判断。也已有大量研究人员对现场快速监测在加强探索，如何在现有技术的基础上进一步提高检测效率和结果的精准度。如太赫兹光谱法，此检测方法在操作的时候过程比较简洁快速。其吸收光谱可对应多种重金属，范围较广，还可以对土壤样品的进行即时检测。但由于这是新研发的检测技术，还需要专家进一步的研究，分析其优势和可能存在的问题。

3 土壤重金属污染监测的发展趋势

跟随科技而衍生出的各种新型检测技术，虽然尚处于实验室初步研究阶段，但早已受到了国内外土壤监测技术人员的重点关注。现在各方检测单位或机构也在积极探索生物技术、遥感控制等多方面的技术方案，不断完善土壤重金属检测方法。在不久的将来，土壤重金属污染监测行业也会不断发展成一个更为成熟的部门，根据现状来看，未来的发展趋势将会是：

3.1 检测设备的科技智能化

随着污染物成分的复杂化，越来越多的传统检测方法已经不能满足现有环境标准的相关要求，传统实验室仪器对样品进行检测的精准度也无法得到保证。并且在土壤样品检测前处理阶段需要先对其进行干燥、去杂再消解等一系列过程，耗时费力，在一定程度上影响了检测工作的发展。根据现状需求来看，未来的土壤检测对检测仪器的要求会逐渐加强，需要能够便于操作，快速检测出高精准度的结果，可以减少大量的人力物力，节约成本。传统的技术人员实验室分析逐渐会被高科技、智能化的检测仪器所替代。

3.2 检测结果的快速精准化

从20 世纪50 年代开始，检测行业就已经在检测设备上有了一定的进展，开始使用各种仪器对样品进行测定，但耗时长，结果精准度不高；到了80 年代后，计算机、互联网科技掀起了一股浪潮，实验室设备对1L 样品的检测结果精准度由原来的mg为单位变成μg 为单位，到现在已经能够精确到ng 了。可见，检测行业的不断发展，检测仪器的不断研发，都是为了能够在科技化的同时提升检测结果的精准度，目前对高光谱遥感探测等技术的研究探索正是为了能够使检测结果得到进一步的精确，这也是将来研究人员的关注重点之一。

3.3 土壤检测技术的联动性

传统检测技术采用的方法比较单一，技术特点也比较极端化，比如有的检测技术所产生结果的精准度比较高，但耗时太长，仪器设备价格昂贵，维修费用过高，无法大量使用；而有的检测技术经济实用，检测过程简便、快速，但结果的精准度无法得到保证，不能满足现有土壤环境标准要求。因此，如何将两个或多个检测仪器联合使用，有效地在节约资源成本条件下又能保证结果的精准度是检测行业研究人员目前重点关注的问题之一，也是未来的研究发展方向。

4 结语

总的来说，根据现有的检测技术和特点，针对实际需求和条件采用不同的技术解决问题，选择最为合适的方法。要在土壤环境治理研究问题上有进一步的突破，土壤检测技术就是其中的关键，检测仪器的研究发展也正在不断地智能化、精准化。检测方法也在由现在的光学检测、电化学检测方法逐步向适应性更高的环境磁性检测方法和高光普遥感技术发展，总之，检测技术的不断研究发展是一个必然的过程，也是将来土壤重金属污染治理的关键所在。