土壤重金属监测过程与质量控制分析

史 芳

（河北省唐山生态环境监测中心，河北唐山 063000）

虽然我国的工业化生产不断进步，但在生产过程中会出现很多的废料，这些废料对环境造成了极大的污染，其中就包括土壤重金属超标。这种环境污染隐蔽性较强，不仅会影响周边环境，更是会影响居民的身体健康，所以必须要做出有效的治理措施。在治理之前要先针对土壤重金属含量进行监测，分析其含量数据，并根据具体情况来落实防治措施。为了保证数据的准确性，在进行土壤重金属监测时，应该做好质量控制，严格开展监测工作。

1 土壤重金属监测过程

1.1 实地采样

为了保证监测结果的准确性，必须严格进行采样工作，在实地采样过程中，需要根据重金属监测内容，选择一定厚度的地表层来采取样品，然后对样品进行处理，清除其中的杂质，再装入样品袋密封保存。其次，在样品上做好标记，记录好采样时间、地点等参数，采集的样品还要科学编码，这样才能保证样品信息完整、准确。储备样品时要建立相关的样品库，按照相关标准要求保存，并且根据记录信息进行跟踪、检查，避免监测开始前就出现错误，另外要有详细的样品表单，上面要有采样的详细记录，这样才能准确分析出样品的结果，也就是土壤中重金属含量是否超标。

1.2 样品制备

采集好的样品必须要带到实验室中，进行样品制备工作，按照相关的规定标准，首先要把样品进行风干处理。在风干工作进行到一半时，需要做土壤粒径控制，也就是把较大的土壤块压碎铺平直到成为薄膜的状态，再继续风干处理，完成后就可以过筛、研磨，让土壤样品处于一定标准，也就是粒径低于200目，这样后续监测时更为方便。样品制备过程，看起来并不复杂，但要注意的细节有很多，例如样品不能被太阳直射，这样会造成元素比重失调，还有要避免样品受到污染，防止化学组成改变，所以样品制备的实验室，必须保持干净、整洁，这样才能保证样品按照要求进行制备，从而准确完成相关工作。

1.3 监测方法

（1）激光诱导击穿光谱法，是一种较为有效的监测方法，这种方法利用激光进行会聚，从而使样品发生气化，仪器可以针对光学收集系统对原子、离子光谱进行收集，通过光纤耦合到仪器的入射狭缝，最终传输到计算机当中，并由内置的公式，计算出土壤重金属含量与浓度。这种方法具有明显的监测优势，可以对多种元素进行定量、定性的同时监测，而且可以监测多种形态的样品，例如液态、溶胶态等，都能实现准确的分析，有着较高的分析效率。对污染相对较小的样品，还能做到连续监测的效果，从而保证了监测结果的准确性，所以该方法是比较可靠的土壤重金属监测方法。

（2）酶抑制法目前在土壤监测中使用的比较少，但实际效果还是比较好的，但是需要针对样品进行处理，这样才能监测出准确的结果，而且该方法还需要继续研究，尤其是针对土壤重金属监测。酶抑制法主要是利用了土壤中的重金属与酶发生结合，从而改变酶系统的结构与活性等，再通过电或光信号采集定性、定量的分析。这种方法最大的优点就是监测速度快，而且操作简单方便，并且不需要较高的成本，但是缺陷也比较明显，精准度会稍低于其他方法，所以使用时要根据实际情况来选择，当然也可以配备酶的识别元件，以提高监测结果，弥补监测方法的不足。

（3）作为一种监测速度较快的方法，免疫分析法确实有着明显的优势，该方法利用了抗原与抗体反应的原理，在其中一种为已知的情况下判断另一种，想要使用这种方法进行监测，还要了解免疫荧光技术、酶联免疫吸附技术等。免疫分析法的优点在于监测速度快，并且灵敏度较高，缺点是需要制备特异性好的抗体，也就是选择与重金属可以结合的化合物，所以这种方法需要监测人员，针对化合物进行筛选，这样才能使用在土壤重金属监测中，并得出准确的分析结果。

（4）生物传感分析法是一种新的监测技术，主要是通过在电极或生物膜上附着蛋白质或酶，从而与样品进行结合，最终发生变化信号，转变成可以采集的光或电信号，只要采集信号就能对土壤中的重金属进行定性、定量分析。该方法需要相应设备的支持，例如酶生物传感器、DNA传感器等，这些仪器在重金属监测过程中，会起到至关重要的作用；其次生物传感分析法，拥有较高的灵敏度、稳定性等，监测速度也非常快，拥有极为明显的优势。不过在监测过程中，由于其特性会增加多种重金属污染监测难度，毕竟土壤中的重金属是多种复合型污染，所以就需要多酶生物传感器来解决这个问题。

（5）X射线荧光光谱法，是一种较为有效的监测方法，通过样品对X射线的吸收随成分及含量变化，进行定性或定量的分析方法。该方法可以针对土壤中的重金属元素进行快速测定，而且具有无损、成本较低等优势，并且可以多元素同时进行分析以及原地监测，所以应用相对比较广泛，尤其是在土壤重金属监测中，可以发挥出重要作用。便携式X射线荧光光谱仪，可以快速估算土壤中常见的重金属元素Cr、Ni等含量，检测结果与ICP-OES检测结果相关性较好，所以该方法可以大范围推广，利用该设备保证监测准确性的同时，还能节约监测成本。

（6）目前电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）得到了迅速的发展，该方法在元素定量分析、同位素分析以及形态分析等领域中比较出色。其工作原理是待检样品处理成溶液后，引入ICP并在高温环境下离子化，样品溶液中的多种元素，被提取到高真空质谱仪中，经过质量筛选器筛选，特定质荷比的离子被传输与检测。目前该方法已经使用在土壤重金属监测中，并且提供了出色的基础保障，通过对土壤的测定，可以分析出土壤样品中的Li、Be等25种元素，实验的准确性非常高，而且具有极高的效率，除了较高的技术能力，该方法还有很多优势，所以将会成为未来的主流监测方法。

（7）月前，土壤磁化率技术已经被广泛应用在土壤重金属监测中，尤其是城市环境污染调查工作，可以有效利用该方法，去监测土壤中的重金属含量。土壤磁化率技术的原理，是通过可间接反映污染状况与环境变化，对比土壤侵蚀前后的磁化率变化，从而可以判定土壤侵蚀的强度，用途也相对比较广泛，可以应用在农田重金属污染监测中，针对土壤表层体积磁化率来监测以及评价，土壤中的重金属污染情况，这个方法监测效果比较显著。除此之外，该技术可以节约监测成本，这一点是比较重要的，目前大多数的监测技术设备价格昂贵，所以造成了一定的使用限制，而土壤磁化率技术不但可以实现大面积、快速估算等，还能节省大量资金投入。

2 土壤重金属监测质量控制措施

2.1 精密性分析

（1）质量控制也就是针对土壤重金属监测过程，进行合理的控制、分析，尤其是影响监测数据的因素，必须要控制住，这样才能保证监测结果的准确性、合理性。土壤重金属监测过程中，需要用到非常多的样品，所以要保证实验的精密性，通过有效的质量控制手段，来保证土壤重金属监测结果。针对同一批次的土壤样品，实验人员可以做平行样品实验，通过平行监测的基础，来降低整体的偶然误差，提高同一批次内的土壤重金属监测的精准度。对于不同批次的样品，实验人员也可以通过建立质量控制样本的方法，来降低整个监测实验的误差，如果监测样品无法达到相应标准，必须重新对样品进行监测，并在原有的监测方式上，添加10%的平行双样，必须保证实验合格率达到95%左右，否则需要一直进行实验监测。

（2）为保证样品消解的有效性，应该根据相关监测要求抽选30%的样品进行平行样品监测实验，每批消解土壤重金属监测样品中，应该确保至少含有质量控制样品1个、平行样品2个以及独立样品5个。这是确保最终土壤重金属含量分析的关键，所以要保证各样品监测实验，并且利用有效的方法来监测出相应结果，这样才能满足后续的监测需求。实验期间注意把偏差控制在规定的范围以内，监测数值必须与检出限相当，另外每一批的样品监测时，都要监测高、中、低三种元素含量的平行质控样，并且保证其监测值在一定范围内。

2.2 准确性分析

想要保证土壤重金属监测的准确性，实验人员可以采取加标回收的测量方法，来进行土壤重金属监测的准确性分析，尤其是在缺少质量控制样本的情况下，这种方法能够起到很大的作用，最大程度保证监测结果的精准度。加标回收的方法操作时，需要把同一批次的样品每份抽取20%，通过加标回收监测，这种方法就算在实验条件缺少的情况下，依然能保持较高的准确性，所以要利用好该方法，保证土壤重金属监测结果的准确性、合理性，避免实验中出现较大的数据误差。除此之外要做好相应的实验数据记录，尽量保证数据按照监测结果保存，这样方便备查与追溯，满足后续的监测需求。

3 结束语

土壤中的重金属如果出现超标的问题，将会带来极为严重的后果，尤其是对动植物与人类，会有比较大的伤害，所以土壤重金属监测是非常重要的，必须由专业的部门来落实监测工作。土壤中含有的重金属不但无法被分解，还会不断地增加、累积，最终超过含量标准，对人们的身体健康造成极大的威胁，所以监测工作必须要得到落实，而且要做好监测质量控制。相关部门必须创新监测技术，利用更先进的监测方法，将土壤中的重金属含量准确分析，这样就能提前预防措施，从而降低土壤重金属带来的危害。