土壤重金属污染现状及检测分析

土壤重金属污染现状及检测分析

何通洲

广东宏科检测技术有限公司（516100）

摘要：工业化与城市化造成了严重的环境问题，尤其是土壤重金属污染情况突出，使得土壤的利用价值大大降低。土壤重金属污染影响了农作物的正常生长，为了减小重金属污染对人体健康的威胁，重点分析了土壤重金属污染，探讨了重金属污染现状，进而介绍一些常用的土壤重金属污染检测技术。

关键词：土壤重金属；污染现状；检测分析

一、土壤重金属污染概述

重金属的种类很多，土壤重金属污染主要指的是土壤中重金属的含量超过了正常的标准，比如，汞、镉、铅等是最为常见的重金属污染元素，这些重金属的危害性很大，具有有毒有害性，当土壤中这些重金属超标以后，土壤胶体将会吸附这些重金属，并使得重金属与土壤中的无机物、有机物等物质发生反应，形成新的混合产物，而这些新的混合产物不仅难以与土壤中的其他物质再反应，也无法被微生物所分解，逐步在土壤中累积，最终引发土壤性质的改变。

二、土壤重金属污染现状

1.工业排放

近些年，随着城市生活垃圾的不断增多，还有对于矿山资源大量开采，使得土壤污染情况也变得越来越严重。但是，目前大部分城市为了能够实现经济的良好发展，随着大量机械加工产业及电镀行业的发展，工业废气与废料数量也在不断增多，这些废气与废料中所存在的重金属元素比较多，并且在处理中不合理，将其直接在自然环境中排放，在长时间的积累后，使得土壤中重金属占比也在不断增加，从而会造成土壤出现重金属污染情况出现。

2.影响农作物的产量和品质

重金属在侵入到土壤中之后，对于农作物的正常生长发育有很大的影响，使得农作物产量及品质受到损害。例如，植物在正常的生长过程中，镉元素对其有很大的危害，若是土壤中镉元素含量比较高，对植物叶片中所存在的叶绿素结构有着很大的损坏，植物根系相对于水在吸收过程有直接的影响，从而对植物的正常有抑制作用。除此之外，铅元素对植物光合作用也会有一定的影响，其对脂肪代谢强度有弱化作用，使得植物自身的耗氧量相应提高，从而对植物的正常生长有所抑制，严重的还会使得农作物出现死亡的情况。其中，最为重要的就是其中所存在的重金属污染物在食物链中，进入人体之后，会对人体造成很大的危害。例如：镉元素自身的毒性比较强，很容易造成人们出现心脑血管类疾病等；汞元素在进入人体之后，对于人体的肝脏功能会有直接的影响，并会使人们的神经系统会造成损伤。

3.影响土壤中微生物的功能发挥

土壤中重金属污染物在达到相应的状态后，对微生物代谢及生存有较严重的影响。具体的表现主要就是微生物的数量整体性降低，活性细菌的作用没有充分呈现，产生的生物量碳及有机碳数量也降低，活性细菌的作用降低，造成土壤中微生物的功能及结构有着非常显著性变化。例如，在相关研究中，镉元素针对土壤生物及酶活性有着很大的影响，特别是对于脲酶活性所产生的影响非常明显。

三、土壤重金属污染检测技术分析

1.土壤重金属处理

在进行砷、汞类前处理时，应该按照现阶段常用的土壤中汞的处理方法进行处理。首先加入（1+1）盐水后在沸水中溶解2小时，冷却后再加入硝酸-重络酸钾保存液，并用硫酸-重络酸钾稀释液稀释后上机进行检测。在进行砷的消解方法与汞大体相似，但是在消解后需要加入硫腺-抗血酸溶液与（1+1）盐酸溶液稀释后再进行上机。在进行铜、锌、铅之类处理时，这类方法处理方法较为复杂，由于各个元素自身具有其特点，所以在处理前都会存在细微差别。但是总体思路都是采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸进行完全分解消除。对土壤进行彻底破坏，从而将试样中的待测元素全部进入到试液当中。但是在具体实际操作过程当中，消解相对复杂难于操作，在电热板中温度比较难以控制，加酸时间点也相对较难准确把握，所以在消解过程中也更加难以控制。在进行消解不完全时需要多次加入相对酸，在复杂的操作过程中，需要对专业人员技术问题进行严格考核，要求实验经验较丰富且检测技术十分专业的技术人员对此进行操作。在消解中由于加入过多的酸，消解时间较长，金属的损失以及消解不完全直接导致无法破坏土壤中的矿物晶体，而这些原因直接影响实验结果的准确性。

2.光谱检测技术

当前土壤重金属检测中最为常用的技术之一就是光谱检测技术，其灵敏度较强，但是有着较高的检测成本，十分复杂的检测操作流程，需要耗费较长的检测时间，对设备方面、检测人员的技术水平方面都有着较高的要求。X射线是光谱检测的主要物质，但是X射线的电离性较强，在检测中可能会伤害人体健康，为此，如果采用光谱检测方法需要提前做好防护措施，佩戴防护装置，熟练地掌握每项操作步骤，避免在检测过程中受到伤害。虽然光谱检测技术准确度高，但是却难以在现场快速准确地检测土壤重金属，当前现场检测最常用的检测方式为紫外可见光光度法。

3.电化学分析检测技术

电化学检测技术比光谱检测技术更加安全，其主要是利用电化学传感器检测土壤中的重金属物质。当前自动化技术已经逐渐应用于电化学检测设备当中，可以在土壤重金属污染区域快速完成现场检测。该检测方式快速便捷，有着较为简单的操作流程，但是在现场检测时容易受到颗粒物、有机物、表现活性剂等土壤污染物的影响而导致检测结果准确性不高，所得到的数据参考价值也有待进一步提高。所谓电化学分析检测技术需要进一步地改进优化，重点研究该技术抗干扰能力和准确性。

4.新型检测技术

（1）生物传感器检测技术。该方法主要是利用了金离子可以和电极特异性蛋白质发生反应的原理，金离子能够改变蛋白质结构，并且利用电容信号传感器定量、准确地检测土壤中的重金属物质，保证工作人员能够有效地检测分析土壤重金属中的含量变化情况。当前都可使用生物传感器精准地检测水溶液中的毒性化合物含量，但是在实际土壤重金属污染检测中该技术的应用还存在一定的不足，因为该技术对环境、生物活性有着较高的要求，所以生物传感器技术难以广泛地应用。

（2）酶抑制检测技术。该技术主要利用的是酶活性因子遇到重金属离子会发生甲硫酸反应的原理，重金属会导致酶活性因子结构和性质均发生改变，导致酶的活力极大降低。在进行土壤重金属监测时可以借助相关仪器进行检测工作。但是在具体实践中，难以对显色剂的金属离子、吸光度、电导率等变化情况进行直观的察看，需要借助光电信号将土壤重金属含量变化和酶系统之间的关系显示出来。当前在环境、食品等重金属检测中常使用酶抑制检测技术。

（3）免疫分析检测技术。该方法主要利用化合物和重金属离子之间综合性的原理，检测灵敏度较高，是一种独特的检测重金属的方法。在具体应用中需要高度重视免疫分析检测技术的应用，检测中要将空间结构预留出来保证氧化还原反应能够充分完成，进而确保综合离子可以和载体蛋白之间充分发生免疫反应。此外，要选择特殊抗体综合性地检测重金属离子，从而将检测结果的准确性提高。

参考文献：

[1]王少斌.土壤重金属污染治理技术的现状及未来对策分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2019，12（7）：130-131.

[2]宋欣欣.土壤重金属污染现状及修复技术分析[J].资源节约与环保，2019，37（4）：122.