土壤重金属污染现状及检测技术分析-北极星环境监测网

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摘要：土壤安全至关重要，关系到百姓身心健康和社会的和谐稳定，目前我国土壤污染问题日趋严峻。本文针对重金属污染现状进行分析，并进一步阐述了重金属污染的检测技术，以期提高土壤重金属污染的检测准确性与工作效率，便于相关工作人员及时发现并解决问题。

1土壤重金属污染现状

自改革开放以来，我国政府逐渐加大了对工业产业的支持力度，我国工业产业发展速度逐渐加快，进一步有效推动了国民经济增长。在此情况下，工业废水的肆意排放成为污染环境的重要问题。再加上现代社会的进一步发展，大大增加了城市污水的排放量，而城市污水排放管理中存在漏洞等问题均会使污染日渐严重，尤其在没有严格执行污水排放管理办法的地区，污染问题更加严重。未经过严格处理而排入河流等流动水域中的工业废水与生活废水，大多数均携带着重金属，严重时甚至高达每升水含数百微克，对于水体中的沉积物，其中所含重金属甚至达每升水中逾1 g。而重金属污染水体一旦被引用为农业灌溉用水、绿化用水或建设施工用水，均会引发土壤重金属污染问题。与此同时，随着能源资源的开采力度逐渐加大，部分有色金属在开采过程中也会导致重金属大量堆积，进而使重金属进入当地土壤，造成严重污染。

2土壤重金属污染物的来源

2.1大气沉降

工业生产（如能源、冶金和建筑材料等）产生了大量废气和粉尘，其中含有重金属的部分在大气中通过自然沉降和降水淋洗进入土壤。Lisk估计全世界每年约有1600吨的Hg通过煤及其他化石燃料的燃烧排放到大气中，例如比利时每年从大气进入土壤的重金属每公顷达到Pb 250g、Cd 19g、As 15g、Zn 3750g。这些污染物以工厂企业的烟尘为中心，顺着风向向外延伸，污染范围一般呈圆形或椭圆形。

另外，繁忙的运输也使得公路、铁路两侧的土壤中重金属（Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu等）远高于土壤背景值。这些重金属主要来自于含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘，以公路为中心，向四周及两侧扩散，污染范围呈条带状。

2.2污水灌溉

污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。城市污水包括生活污水、商业污水和工业废水。随着城市工业化的迅速发展，大量未经处理或处理不到位的工矿企业污水进入城市污水，通过污灌造成土壤中重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等含量的逐年增加。其中Cd污染最为严重。我国有140万公顷污灌区，64.8%受重金属污染，其中严重污染的占8.4%，沈阳张士灌区、上海沙川灌区、广东广州和韶关地区、广西阳朔、湖南衡阳、江西大余等地，因长期污灌Cd污染严重，频频出现“镉米”情况。

2.3固体废弃物的处理

在工矿业固体废弃物的堆放、填埋等处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗等，重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。煤矸石的堆放对土壤会造成严重的重金属污染。

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沈阳冶炼厂的矿渣自1971年开始就堆放在一个洼地，主要含Zn、Cd，目前已扩散到离堆放场700米以外的范围；武汉市垃圾堆放场、杭州铬渣堆放区附近土壤中重金属Cd、 Hg、Cr、 Cu、Zn、Pb、As等的含量均高于当地土壤背景值。

有一些固体废弃物被作为肥料施入土壤，造成土壤重金属污染。磷石膏是化肥工业废物，含有一定量的正磷酸以及不同形态的含磷化合物，并可改良酸性土壤，因而被大量施入土壤，造成了土壤中Cr、Pb、Mn、As含量增加。同样的，磷钢渣也常作为磷源施入土壤，造成土壤中Cr累积。

2.4农用物资的不合理施用

农田耕种过程中为了增产、稳产，必须使用农药、化肥和地膜等农用物资。这些农用物资如果长期不合理施用，也会导致土壤重金属污染。少数农药含重金属，如杀菌剂抗枯宁、菌枯灵等含Cu、Zn，被大量地施用于果树和温室作物，造成土壤Cu、Zn累积；杀菌剂西力生含Hg，它的使用使每公顷土壤中的Hg增加6～9 g。

3土壤重金属污染检测技术

3.1光谱检测技术

光谱检测技术是当前检测土壤中是否含有重金属的重要技术之一，其优势是具有较强的灵敏性；而其缺点是检测成本较高，具体表现为检测操作流程复杂、检测设备要求较高与检测过程耗时较长等。此外，运用光谱检测技术必须应用X射线，由于X射线具有较强的电离性，在使用过程中会对人体造成一定伤害。因此，在应用光谱检测技术时，相关工作人员必须预先配备防护设备，并掌握一定的专业操作技能，以避免受到X射线的伤害。光谱检测技术不能在现场对土壤重金属含量进行快速有效的检测。其中，紫外可见光光度法是当前土壤重金属检测技术中使用最为广泛的一种方法。

3.2电化学分析检测技术

相较于光谱技术而言，电化学分析检测技术主要指通过运用电化学传感器检测土壤重金属。这种检测技术的优势是有助于自动化检测工作，因而被广泛应用于现场快速检测土壤重金属含量。需要注意的是，这种技术在实际应用中的准确性极易受大分子颗粒、有机物、表面活性剂等土壤污染物影响，主要体现在对普通浆料检测过程的影响。因此，未来相关科研人员应以电化学传感器研发为工作重点，特别是具有更高灵敏度和更强抗干扰能力的电化学传感器。

3.3新型检测技术

3.3.1生物传感器检测技术

生物传感器检测技术主要通过对综合金属离子与固定于电极材料中特异性蛋白的合理应用，实现对蛋白结构的有效改变，并借助灵敏的电容信号传感器对土壤重金属进行定量化检测，以便工作人员实现对土壤重金属含量变化情况的检测。现阶段，工作人员已利用生物传感器实现了对水溶液中毒性化合物含量的准确检测。但是，生物传感器检测技术在实际应用中具有一定的限制性，具体表现在对生物活性与环境的要求较高。因此，这种检测技术不能被广泛应用。

3.3.2酶抑制检测技术

酶抑制检测技术主要指通过重金属离子与酶活性因子间发生的甲硫基反应，改变酶活性因子结构与性质，并降低酶活力，再借助相应仪器完成对土壤重金属的检测。酶抑制检测技术在实际应用中，工作人员能够直接观察显色剂颜色、吸光度、电导率等变化情况，并通过放大光电信号显示土壤重金属含量与酶系统之间的数学关系。当前，酶抑制检测技术主要被工作人员应用于环境、食品等重金属定性检测工作。

3.3.3免疫分析检测技术

免疫分析检测技术主要指通过免疫分析法检测土壤重金属离子。这种检测技术在实际应用中具有较高的灵敏性与特别性，在应用时还应注意以下2点。一是通过合理应用络合物实现对重金属离子的有效综合，并为其预留一定的空间结构，以便其能够顺利进行氧化还原反应。二是确保载体蛋白能够接收综合金属离子化合物，进而产生免疫原。此外，工作人员还须注意选择相应具有特异性抗体对金属离子化合物进行综合，以确保免疫分析检测技术的准确性。

3.3.4太赫兹光谱检测技术

太赫兹光谱检测技术主要通过对分子内部或分子间相互作用进行激励而实现对土壤重金属含量的有效探测。这是一种新型的前沿科技，其本质是通过激励产生振动以吸收能量的一种检测技术。目前，部分科研工作人员在检测土壤重金属时已经开始应用这一项技术。

4结语

综上所述，随着我国工业产业化的快速发展，重金属污染问题受到相关工作人员的重视，特别是土壤重金属污染问题。相关工作人员应熟练掌握重金属检测技术，以便提高土壤重金属污染检测工作的准确性与工作效率。

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