【新老方法PK】土壤重金属污染检测技术汇总

赵敏 0 2021-03-23

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一说起重金属污染，我们会想到小时候课本上的水俣病、痛痛病等，哪些是重金属污染?重金属污染又是通过何种方法检测的?跟小析姐一起来看看吧。

随着人口的增加，城镇化、工业化速度的加快，工业“三废”的排放、城市生活污水、农药和化肥的不合理施用等，使得大量重金属污染物通过各种途径进入土壤。土壤重金属污染对粮食安全及人类的身体健康构成了巨大的威胁，而目前广泛采用的全量检测法并不能准确地反映土壤重金属的生物毒性。

近年来，世界各国加大了对土壤重金属检测方面的投入，运用光谱学分析技术、电化学检测技术以及生物学分析等先进技术和最新研究成果对土壤重金属污染问题进行研究，以期寻求一种检测方法能够快速、简便、准确的检测土壤重金属。

说了那么多，究竟我们常说的重金属有哪些呢？

重金属元素有很多，但是具体到环境污染，容易富集且对人体有害的重金属主要有砷（ As ），钴（ Co ），铬（ Cr ），铜（ Cu ），锰（ Mn ），镍（ Ni ），铅（ Pb ），钛（ Ti ），钒（ V ），锌（ Zn ）等。大多情况下土壤重金属检测都是针对这些元素含量及分布情况进行检测的。

土壤重金属的检测标准

GSB 07-3272-2015 环境基体土壤重金属元素分析标准样品

DB37/T 1305-2009 土壤中重金属微波消解快速测定方法

DB43/T 1165-2016 重金属污染场地土壤修复标准

DB51/T 2221-2016 农产品产地重金属污染土壤采样技术规范

DB61/T 1162-2018 土壤重金属元素的测定能量色散X射线荧光光谱法

DB65/T 3974-2017 土壤中重金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法

NY/T 1613-2008 土壤质量重金属测定王水回流消解原子吸收法

土壤重金属检测样品采集方法

土壤样品采集时，一定要遵循样品具有代表性的原则，也就是说，由于土壤不均一性，我们需要尽量让土壤检测区域 采样点具有代表性、均匀性 。采样时，要贯彻 “随机”、 “等量”和“多点混合” 的原则进行采样，采样点的布局方法主要有： 对角线布点法、梅花形布点法、棋盘式布点法、蛇形布点法、网格法布点等。

土壤重金属检测样品制备方法

从野外取回的土样，需要在实验室进行风干、磨碎、过筛、混匀、装瓶等制备工序。具体步骤是将采回的土样平铺，放置在阴凉、干燥、无灰尘污染、通风的室内自然风干，对土样进行翻松以免结块，然后，将土样磨碎，分别用 20 目与 100 目孔径的筛子，筛取后装入密封的乙烯封口袋中。然后对编号、日期、采集地点、采集数量，制备人员进行详细的登记。

土壤重金属的检测方法

传统光谱法

1、高光谱分析技术

上世纪80年代，成像光谱技术开始被应用于土壤监测，通过应用的不断深入和扩展，技术被迅速的认可和完善并得到广泛应用。通过利用遥感（RS）技术获取的高光谱数据以其高光谱分辨率和多而连续的光谱波段可以对土壤重金属含量进行预测，并且 可实现大面积、无损坏及非接触式的快速测样，避免了采样、前期消解处理等复杂步骤 。

2、原子荧光光谱法

原子荧光光谱法是以原子在辐射能量分析的发射光谱分析法。利用激发光源发出的特征发射光照射一定浓度的待测元素的原子蒸气，使之产生原子荧光，在一定条件下，荧光强度与被测溶液中待测元素的浓度关系遵循Lambert-Beer定律，通过测定荧光的强度即可求出待测样品中该元素的含量。

3、原子吸收光谱法

原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度分析法，是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法，是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。

4、激光诱导击穿光谱法

激光诱导击穿光谱技术是一种最为常用的激光烧蚀光谱分析技术。 原子光谱和离子光谱的波长与特定元素是一一对应的，而且光谱信号强度与对应元素的含量具有一定的定量关系。因此该技术可以实时、快速地现化学元素的定性和定量分析。

5、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是根据被测元素的原子或离子，在光源中被激发而产生特征辐射，通过判断这种特征辐射的存在及其强度的大小，对各元素进行定性和定量分析。

6、X射线荧光光谱法

X射线荧光光谱技术是一种利用样品对X射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性或定量测定样品中成分的方法。此方法是对土壤重金属检测和污染评价快速有效的方法。完全能够满足土壤环境受到污染时急需的快速定性、定量排查土壤中有毒有害重金属元素的要求。

新兴技术

1、环境磁学

任何物质都具有某种磁性质，根据物质对外加磁场效应所对应的特征电流，可用以定量物质，因而可依据某些磁参数值定量土壤重金属。

2、酶抑制法

重金属元素可以对细胞活性产生抑制作用，因此使用活性酶进行土壤检测检测， 通过分析酶活性判断土壤中是否含有重金属。 此种检测方法需要进行定性要求才能进行使用，使用的可抑制活性酶要与所需检测重金属含量进行匹配。同时该方法对验环境的要求比较苛刻，必须选择好相应的缓冲液才能够精确分析土壤中的重金属含量。

3、生物传感器法

由于生物传感器会因各种外界因素的影响缩短寿命，影响土壤检测的结果，因此此种方法还未普及现阶段人们对生物传感器进行大量的研究。 例如，新型葡萄糖氧化酶生物传感器能够有效地对土壤中的汞元素含量进行检测，此种传感具有可再生能力，能够进行循环使用，这无疑大大节省了生物传感器的检测费用。

4、免疫分析检测技术

免疫分析检测技术的灵敏性较高，检测过程比较特殊，通过使用免疫分析的手段对土壤中重金属的含量进行检测。 在使用此种检测方式时，人们需要注意：一是确保载体蛋白能与金属离子的化合物连接并产生免疫原性;二是为保证氧化还原反应的顺利进行，人们应为检测络合物预留一定的空间结构。为确保检测过程的精准性，工作人员要注意将具有特异性抗体与金属化合离子进行综合。

5、电化学分析检测技术

电化学分析检测运用电化学传感器对土壤中的重金属含量进行检测，这种检测方式速度比较快检测过程全程自动化，因此较多地应用于土壤现场检测。 需要注意的是这种检测技术容易受其他土壤污染物的影响，其主要应用于对普通浆料的检测。所以电化学检测也是未来检测手段中一项需重点研发的工作，以提升检测的灵敏度与检测过程中的抗干扰水平。

6、太赫兹光谱检测技术

太赫兹光是近年发展起来的国际前沿科技，可用来探测分子间、分子内部大小介于氢键和微弱内部相互作用（范德华力等）之间激励带来振动而引起的能量吸收特性，同时也可探测重金属络合物分子的振动特性，实现对土壤重金属含量的有效探测。从本质上来讲，它就是通过化学激励震动所需吸收能量对土壤中的重金属含量进行检测。使用此项技术的大多为科研工作人员。

进行土壤重金属检测，对于土壤污染现状的分析，评估环境污染情况都有重要的参考价值。通过对土壤重金属检测得到的数据来规划城市发展，布局工业、农业区域，规划土壤修复方案都具有积极意义。当然土壤重金属检测还可对污染企业形成有效的威慑力。

内容来源：网络

责任编辑：展源

审　　核：何发