張 娟 葉 翠 張瀟天

0 引言

土壤中的大多數(shù)無機(jī)污染物為重金屬污染物，主要是因?yàn)橥寥乐械奈⑸锊荒苡行У貙⒅亟饘俜纸獬煽衫贸煞?，?dǎo)致重金屬成分在土壤中逐漸積累，甚至于經(jīng)過食物鏈的層層疊加，最終進(jìn)入到人體中，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害。因此，利用科學(xué)技術(shù)對(duì)土壤中的重金屬成分隨時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和監(jiān)測(cè)分析對(duì)人類的健康發(fā)展尤為重要。

1 土壤重金屬污染概述

土壤中重金屬污染物的來源主要是：大氣沉降，能源、冶金行業(yè)、污水的無組織排放以及本身就含有重金屬的污泥等幾方面。另外在基本農(nóng)活中經(jīng)常會(huì)用到的化肥、農(nóng)藥和地膜等產(chǎn)污物，因?yàn)樗鼈儽旧淼幕瘜W(xué)成分或是不可降解性，再加上農(nóng)民的環(huán)保意識(shí)不夠強(qiáng)烈，對(duì)其的不合理使用和隨地丟棄的金屬包裝，很容易導(dǎo)致土壤受到重金屬的污染。

2 土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀

在土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)中，對(duì)樣品的檢測(cè)方法尤為重要。我國目前用于監(jiān)測(cè)土壤重金屬的基本技術(shù)方法有：光譜分析技術(shù)、電化學(xué)分析監(jiān)測(cè)技術(shù)、太赫茲光譜法、磁性檢測(cè)方法等已有檢測(cè)技術(shù)，這些檢測(cè)技術(shù)在一定程度上降低了技術(shù)人員對(duì)土壤環(huán)境進(jìn)行監(jiān)管控制的工作難度節(jié)約了大量工作成本，更重要的是在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中提供了最真實(shí)有效的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

現(xiàn)有的土壤重金屬監(jiān)測(cè)主要包括兩種，一種是實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法，另一種是現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)方法。這兩種方法在土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)中都有利弊，為了使土壤重金屬污染的檢測(cè)結(jié)果和監(jiān)測(cè)方法能夠做到更加快速、簡(jiǎn)潔、提高靈敏度的情況，新的檢測(cè)方法也是備受關(guān)注，下面共同討論兩種監(jiān)測(cè)方法的發(fā)展趨勢(shì)。

2.1 實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法

除了原子吸收光譜法、分光光度法、原子熒光光譜法這些我們?cè)谝话阃寥辣O(jiān)測(cè)分析中會(huì)用到的方法外，實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)測(cè)方法還包含了電化學(xué)分析方法和極譜分析法。以電化學(xué)分析法為例，電化學(xué)分析檢測(cè)技術(shù)已被較好的運(yùn)用在了土壤中痕量元素的檢測(cè)中，但是根據(jù)實(shí)際操作的實(shí)驗(yàn)室情況來看，這類檢測(cè)技術(shù)需要采集的土壤樣品在前處理時(shí)需要進(jìn)行土樣消解，需要用到強(qiáng)酸物質(zhì)，因此還是存在著可能會(huì)對(duì)土壤造成二次污染的情況。它是以特定的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)對(duì)土壤采集樣品進(jìn)行分析，僅適用樣品中常量的分析，它有準(zhǔn)確的結(jié)果、費(fèi)用比較適中等優(yōu)點(diǎn)，但它的缺點(diǎn)是分析前的處理過程太過復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)過程中儀器的靈敏度也會(huì)降低。

光譜分析技術(shù)目前因?yàn)樗僮鲿r(shí)的程序比較簡(jiǎn)單，投入成本較小，對(duì)檢測(cè)環(huán)境的要求也不高而受到大量業(yè)內(nèi)工作人員的推崇，雖然它可以大范圍的批量檢測(cè)，但還是在一定程度上存在樣品采集前的工作瑣碎復(fù)雜，結(jié)果的精準(zhǔn)性也不是很理想等不足之處。

磁性檢測(cè)方法是一種比較傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)過程也較為經(jīng)濟(jì)，所含信息量較充足，可以節(jié)約大量的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本，尤其是對(duì)于后期空間分析和圖像處理有很大幫助。但是它的前提條件是必須帶有磁性的土壤重金屬，因此對(duì)土壤環(huán)境的要求較高，不適用于大多數(shù)情況。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)方法

如果在實(shí)驗(yàn)室對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行監(jiān)測(cè)，則需要大量的工作人員參與實(shí)驗(yàn)、消耗大量實(shí)驗(yàn)儀器和不少的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，這樣一來大大提高了監(jiān)測(cè)分析的成本，另外還需要長時(shí)間的分析過程才能得出結(jié)果，而且很可能在輸送樣品的過程中，因?yàn)槟承┎淮_定因素，導(dǎo)致樣本出現(xiàn)差錯(cuò)，從而導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)差錯(cuò)。所以當(dāng)出現(xiàn)不適合用實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法的條件下，這時(shí)候應(yīng)該先考慮能在現(xiàn)場(chǎng)快速對(duì)土壤樣本進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法。

就現(xiàn)在的監(jiān)測(cè)技術(shù)來說，土壤磁化率監(jiān)測(cè)技術(shù)等方法已經(jīng)被證實(shí)能夠在現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)監(jiān)測(cè)土壤中重金屬的含量，對(duì)其受污染程度作出準(zhǔn)確的判斷。也已有大量研究人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)快速監(jiān)測(cè)在加強(qiáng)探索，如何在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高檢測(cè)效率和結(jié)果的精準(zhǔn)度。如太赫茲光譜法，此檢測(cè)方法在操作的時(shí)候過程比較簡(jiǎn)潔快速。其吸收光譜可對(duì)應(yīng)多種重金屬，范圍較廣，還可以對(duì)土壤樣品的進(jìn)行即時(shí)檢測(cè)。但由于這是新研發(fā)的檢測(cè)技術(shù)，還需要專家進(jìn)一步的研究，分析其優(yōu)勢(shì)和可能存在的問題。

3 土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)

跟隨科技而衍生出的各種新型檢測(cè)技術(shù)，雖然尚處于實(shí)驗(yàn)室初步研究階段，但早已受到了國內(nèi)外土壤監(jiān)測(cè)技術(shù)人員的重點(diǎn)關(guān)注?，F(xiàn)在各方檢測(cè)單位或機(jī)構(gòu)也在積極探索生物技術(shù)、遙感控制等多方面的技術(shù)方案，不斷完善土壤重金屬檢測(cè)方法。在不久的將來，土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)行業(yè)也會(huì)不斷發(fā)展成一個(gè)更為成熟的部門，根據(jù)現(xiàn)狀來看，未來的發(fā)展趨勢(shì)將會(huì)是：

3.1 檢測(cè)設(shè)備的科技智能化

隨著污染物成分的復(fù)雜化，越來越多的傳統(tǒng)檢測(cè)方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室儀器對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)的精準(zhǔn)度也無法得到保證。并且在土壤樣品檢測(cè)前處理階段需要先對(duì)其進(jìn)行干燥、去雜再消解等一系列過程，耗時(shí)費(fèi)力，在一定程度上影響了檢測(cè)工作的發(fā)展。根據(jù)現(xiàn)狀需求來看，未來的土壤檢測(cè)對(duì)檢測(cè)儀器的要求會(huì)逐漸加強(qiáng)，需要能夠便于操作，快速檢測(cè)出高精準(zhǔn)度的結(jié)果，可以減少大量的人力物力，節(jié)約成本。傳統(tǒng)的技術(shù)人員實(shí)驗(yàn)室分析逐漸會(huì)被高科技、智能化的檢測(cè)儀器所替代。

3.2 檢測(cè)結(jié)果的快速精準(zhǔn)化

從20 世紀(jì)50 年代開始，檢測(cè)行業(yè)就已經(jīng)在檢測(cè)設(shè)備上有了一定的進(jìn)展，開始使用各種儀器對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定，但耗時(shí)長，結(jié)果精準(zhǔn)度不高；到了80 年代后，計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)科技掀起了一股浪潮，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備對(duì)1L 樣品的檢測(cè)結(jié)果精準(zhǔn)度由原來的mg為單位變成μg 為單位，到現(xiàn)在已經(jīng)能夠精確到ng 了?？梢姡瑱z測(cè)行業(yè)的不斷發(fā)展，檢測(cè)儀器的不斷研發(fā)，都是為了能夠在科技化的同時(shí)提升檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度，目前對(duì)高光譜遙感探測(cè)等技術(shù)的研究探索正是為了能夠使檢測(cè)結(jié)果得到進(jìn)一步的精確，這也是將來研究人員的關(guān)注重點(diǎn)之一。

3.3 土壤檢測(cè)技術(shù)的聯(lián)動(dòng)性

傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)采用的方法比較單一，技術(shù)特點(diǎn)也比較極端化，比如有的檢測(cè)技術(shù)所產(chǎn)生結(jié)果的精準(zhǔn)度比較高，但耗時(shí)太長，儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，維修費(fèi)用過高，無法大量使用；而有的檢測(cè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，檢測(cè)過程簡(jiǎn)便、快速，但結(jié)果的精準(zhǔn)度無法得到保證，不能滿足現(xiàn)有土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，如何將兩個(gè)或多個(gè)檢測(cè)儀器聯(lián)合使用，有效地在節(jié)約資源成本條件下又能保證結(jié)果的精準(zhǔn)度是檢測(cè)行業(yè)研究人員目前重點(diǎn)關(guān)注的問題之一，也是未來的研究發(fā)展方向。

4 結(jié)語

總的來說，根據(jù)現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)和特點(diǎn)，針對(duì)實(shí)際需求和條件采用不同的技術(shù)解決問題，選擇最為合適的方法。要在土壤環(huán)境治理研究問題上有進(jìn)一步的突破，土壤檢測(cè)技術(shù)就是其中的關(guān)鍵，檢測(cè)儀器的研究發(fā)展也正在不斷地智能化、精準(zhǔn)化。檢測(cè)方法也在由現(xiàn)在的光學(xué)檢測(cè)、電化學(xué)檢測(cè)方法逐步向適應(yīng)性更高的環(huán)境磁性檢測(cè)方法和高光普遙感技術(shù)發(fā)展，總之，檢測(cè)技術(shù)的不斷研究發(fā)展是一個(gè)必然的過程，也是將來土壤重金屬污染治理的關(guān)鍵所在。