土壤重金属有效态含量检测与监测现状 问题及展望

此外，国内外大量研究将DGT 方法与传统化学方法在检测土壤重金属生物有效性方面进行了比较，如姚羽等对比研究了DGT  技术与5种传统化学提取方法(土壤溶液法、0.11 mol˙L-1 醋酸、0.05 mol˙L-1 EDTA、0.01 mol˙L-1 CaCl2 和1  mol˙L-1 NaAc)评价铅镉复合污染情况下土壤镉的生物有效性，结果表明：DGT 法与土壤溶液法和CaCl2 法测定的土壤有效态Cd 均与植物体内Cd  含量呈现显著正相关关系。Sonmez 等采用DGT 法评价土壤中Zn 对高粱(Sorghum vulgare var.  Sudanese)的生物有效性，并与CaCl2 提取法对比，发现两者的评价结果相似。Nolan 等采用DGT 法和0.01 mol˙L-1CaCl2  法对小麦(Triticum aestivum)中Zn、Cd 和Pb 的生物可利用性进行评价，结果表明：DGT  法可以很好地预测3种重金属在小麦体内的累积。

由此可见，DGT 技术在测定重金属的生物有效性方面不一定比化学浸提法更精确，但仍有着不同于化学分析方法的优势：一方面，DGT  技术是一项原位分析技术，操作简单，可以选择性地吸收检测特定形态的重金属，不仅能很好地预测土壤重金属的生物有效性，其测定结果还可以提供更多的关于土壤重金属的信息，包括获取重金属在土壤中从固相到液相释放的动力学过程;另一方面其测量值不易受土壤理化性质的影响。但该技术目前还基本处于实验室研究阶段，且并不能完全包含植物生长过程中所受的各种影响因素，所表示的有效态会受结合相的影响，  结合相不同，其累积和测定的被监测物质的有效态也有所不同。

光谱分析。光谱分析技术是指利用光谱学原理和实验方法，以确定物质的结构和化学成分的方法，在土壤重金属污染检测中应用广泛，常常配合其他提取方法用于检测样品中重金属的含量。传统的光谱分析方法有原子吸收光谱法、紫外-可见吸收光谱法、红外光谱法、等离子体光谱法等，其中等离子体光谱法是目前国内外应用最多的方法。这类方法灵敏度高，但不能直接检测土壤中重金属的形态，只能测定样品中重金属的总量或检测不同提取方法(如前文介绍的化学浸提法，EDT  法等)所提取的各形态重金属的含量，且样品需要进行前处理。随着现代分析技术的发展，一些结构和形态的光谱分析技术逐渐应用于土壤固相重金属的形态分析领域，如常用于鉴定一些金属尾矿沉积物中重金属的形态电子探针技术，X  射线衍射技术(XRD)，同步辐射X  射线荧光光谱(SXRFS)等。这类方法检测速度快，不需要样品前处理，但其检测灵敏度较上述传统的光谱检测方法低，主要应用于矿物、矿床研究方面，一般不用于农田土壤重金属污染检测。

20 世纪80  年代发展起来的高光谱遥感技术，以其高光谱分辨率和连续的光谱波段预测土壤重金属含量，实现非破坏性和非接触快速测样。其原理是利用土壤有机质、黏土矿物、铁锰氧化物、碳酸盐矿物等主要组分对重金属的吸附作用，通过这些重金属吸附物对光谱曲线的影响来反演土壤中不同重金属的含量。Zabcic  等利用机载高光谱数据对黄铁矿尾矿进行了监测。李淑敏等利用ASD FieldSped Pro  光谱仪分析了北京地区农业土壤重金属光谱特征，表明土壤重金属含量与反射光谱之间存在显著相关关系。

传统的光谱分析方法，分析速度快，灵敏度高，且操作简便，但多与其他方法联合使用，直接用于农田土壤重金属有效态含量检测的研究还鲜见报道，而且光谱定量分析是建立在相对比较的基础上，必须有一套标准样品作为基准，这常常为实际操作带来不便。高光谱遥感技术应用于土壤污染检测还处于探索阶段，由于土壤成分十分复杂，土壤质地、湿度、有机质、氧化铁等的含量都会对土壤光谱特征产生影响，因此，目前用光谱分析方法直接分析土壤重金属含量的精度往往不是太高。但由于其具有快速、无损伤，大面积检测与监测的优势，在土壤污染检测和监测中有广泛的应用前景。

2.2间接检测法

间接检测法是指不直接将土壤作为检测对象，而是通过检测生长或生活在该土壤环境中生物的反映来间接检测受污染土壤中重金属的有效性。间接检测法主要是指生物检测法。土壤重金属污染的生物检测是指利用生物个体、种群或群落对土壤重金属污染所产生的反应，从生物学角度对环境污染状况进行检测和评价的一门技术，包括指示植物检测法、微生物检测法、动物检测法等。

2.2.1 指示植物检测法

指示植物检测法是判断污染土壤中重金属有效性的一种经济、简便且可靠的方法，由于其不可比拟的优越性而备受科研工作者的青睐。该方法一般通过以下两方面来研究重金属的有效性：一是植物的受害症状，包括植物根、茎、叶在色泽、形状等方面的变化，植物叶片叶色素含量、氮素含量的变化等;二是植物体内污染物的含量。

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