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浅析土壤重金属检测方法的应用及发展趋势的研究

北极星环境监测网  来源:《中国西部科技》  作者:岑宇彬  2019/12/5 15:32:20  我要投稿  

北极星环境监测网讯:摘要:随着我国工业的快速发展,工业生产产生的重金属对土壤形成了极大的污染。威胁到人类的健康和生存环境。要加强对土壤重金属的检测工作,对土壤环境污染进行监督和预防,来优化人类的生存环境。

引言

我国的工业不断发展,工业中的重金属对岩石圈中的土壤造成了污染,对此,我们要不断加强研发力度,要有更好的设备对重金属进行监测,方式也要变得多样化,减少对土地土壤的污染,改变这种被污染的情况。重金属特点有很多,比如难降解、有毒性、会二次污染等,这些重金属的污染不仅会对农业产量具有极大的影响,对农产品质量也巨大影响,进而会对人体健康会产生危害,所以,我们一定要对于地表土壤重金属污染做好仔细的检测,这是十分必要的

1土壤中的重金属检测方法

1.1化学方法

化学方法测定重金属,需采用不同的酸体系,彻底破坏土壤的矿物晶格,使试样中的待测元素全部以离子态进入试液中。酸体系通常有盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸法、硫酸-硝酸-氢氟酸-盐酸法、硝酸-高氯酸法、硝酸-氢氟酸-高氯酸法、王水法、盐酸-硝酸法、硫酸-硝酸-高锰酸钾法、硝酸-过氧化氢法、KI-MIBK法等,根据测定的元素不同,选择不同的酸体系。加热分解土壤样品的仪器设备有电热板、高压密闭消解法、微波消解仪器、石墨消解仪等。还可以采用碱融法,碱融法常用的熔剂主要有碳酸钠、过氧化氢、偏硼酸锂,使用马福炉在700℃以上消解土壤样品。应用较广泛分析方法有以下5种。

1.2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25ml。标准曲线:y=0.1621x+0.0047样品中铜平均含量为32.57mg/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28.69mg/kg,检测结果在标准值(28±1)mg/kg范围内

1.3电感耦合等离子体发射光谱法

电感耦合等离子体发射光谱法利用了更加先进的科学技术,这种分析方法集合了多种分析方法为一体,他可以通过对原子和离子在被光源激发的条件下所体现的反应特征来具体分析土壤中的重金属元素,进而分析土壤中高含量的元素。进行分析光、电、机、计算机和化学分析等相关科学技术在这个检测中被充分利用,通过特征谱线的强度,我们可以确定样品中相关元素的含量,这是一种十分便捷并且高效的方法,该仪器分析速度快,应用领悟广阔,这种仪器能够更加准确的分析各种高含量元素、代含量元素和多种元素,这样可以做到对重金属元素定向,定量的分析,更大的优点在于它可以对部分非金属元素进行分析,精确性在提高,准确性也在进步,该仪器在众多领悟已有广泛的应用。

1.4中子活化分析法

仪器中子活化属于非破坏性分析,可直接测定土壤样品的重金属,主要有La、Ge、Sm、Eu、Yb、Ln、Hf、U、Se、Co等[32]。

测定结果精密度≤5%的元素主要有:La、Ge、Sm、Eu、Yb、Lu、Hf、Th、U、Se、Cr、Fe、Co、As等;测定结果精密度≤10%的元素主要有:Rb、Sb、Cs、Ba、Tb、Ta、Zn等;测定结果精密度≤15%的元素主要有:Zr、Mo、Nd、W、Sr等。肖家祝[33]等采用中子活化分析法测定土壤中的砷、铬、锌元素含量,结果令人满意。李雅琦[34]等应用REE示踪法研究土壤侵蚀的中子活化分析方法,定量地测定各种不同地形部位的相对侵蚀量具有较高的精确度及灵敏度。

2在土壤重金属检测过程中常用技术的分析

在检测土壤重金属含量的过程中,经常会使用到一些检测仪器,借助这些仪器来探测土壤中的重金属含量。

2.1光谱检测仪的使用技巧

在检测土壤重金属含量时,经常使用的是原子荧光光谱检测仪,这种检测仪的检测原理是:通过检测器中的光原子,来探测土壤中某一金属元素的含量。由于这种荧光检测仪可检测土壤的范围广,在检测过程中不会受到其他条件的限制。而且使用荧光检测仪,失误率较低,灵活度高。但是利用这种荧光检测仪,会受到高强度激发光源的限制,因而更适合于检测土壤中砷硒汞的含量。

2.2原子发射光谱检测仪的使用技巧

由于不同金属元素的离子和原子所发射的光谱不一样,根据这个原理可以检测土壤中的物质组成部分,原子发射光谱检测仪可以通过机器激发的光谱来探测土壤中的金属元素,这种检测仪一般运用于土壤中常见金属的检测,具有很强的灵活性,对检测土壤的适应性较强。相对于其他检测仪器来说,原子发射光谱检测仪的优点是可以探测出不同金属元素,而且可以很准确地探测出土壤中的金属含量,但是原子发射光谱检测仪的成本价格较高,因此人们在使用这种仪器进行土壤重金属检测时,要充分考虑成本因素。

3土壤重金属污染监测技术发展的意义

时代在不断的进步,对治理地表土壤重金属污染的监测技术也在不断的进步,不断的更新,对此,我们要根据当地土壤的实际情况进行监测,选择适合的方法进行监测。我们的工作人员还要充分了解实验室监测与现场监测的异同,对于实验室监测的主要技术方法要有一个很好的掌握;在进行化学监测的时候,可能由于监测的时间较长,化学试剂以及物理试剂可能会对土壤造成二次污染,因此,我们要极力避免对土壤的二次污染。而现场监测技术的特点是十分方便、简单,操作更加容易,这也极大的提高了现场监测的工作效率,也避免了土壤受到二次污染的危害。对此,我们更要不断地加大土壤重金属监测技术的发展,强化土壤监测的手段。土壤是农业发展的根本,没有土壤就不会有农业,因此土壤对农业发展具有重要的意义。在社会发展的同时,还要重视土壤质量的改善,做到对土壤合理的保护,这对我国农业的发展也是十分有利的。

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。


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