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土壤重金屬含量檢測技術(shù)分析與發(fā)展

發(fā)布日期:2019-07-09 11:41 來源: 

? ? ?土壤中的重金屬對各行各業(yè)的生產(chǎn)都有直接的影響,,一旦土壤被重金屬污染,,不僅會影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量安全,,還會嚴重影響人們的生活環(huán)境,。此 外,,土壤中超標的重金屬也將通過雨水滲入地下,,給 地下水帶來污染,,影響人們生活飲用水的質(zhì)量,也給 環(huán)境治理部門的工作帶來很大的難度,。因此,,對土壤 中主要重金屬的含量進行檢查十分必要。

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土壤重金屬污染概述

  重金屬污染的類型比較多樣,,能夠給土壤造成污染的重金屬也有很多種,,其中包括 Hg、Cr,、Pb 等 具有一定生物毒性的重金屬,,還有 Zn 這樣毒性比較 小的金屬元素。這些具有顯著生物毒性的金屬一旦進 入土壤當(dāng)中,,就會被土壤中的膠體吸附,,之后重金屬 會與土壤中的無機物、有機物等產(chǎn)生反應(yīng),,生成一種 全新的混合物,。這種混合物不會再與土壤中其他有機 物、無機物發(fā)生反應(yīng),,因此它不會被土壤中的微生物 分解,,該混合物變?yōu)橐环N不能降解的物質(zhì)存在于土壤 當(dāng)中,經(jīng)過時間的推移,,這種混合物的量越聚越多,, 最終導(dǎo)致土壤的變化。這些混合物雖然不會被土壤 中的微生物降解,,但是可以被植物吸收,,人類或者動 物食用植物,使這些混合物進入體內(nèi),,最終影響人們 的身體健康,。值得注意的是,土壤中有一些重金屬有 可能會轉(zhuǎn)變成烷基化合物,,這種化合物的毒性會比之 前化合物的毒性要強上許多倍,,所以烷基化合物給人 們的生命健康造成的影響會更大。


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土壤重金屬污染現(xiàn)狀

改革開放后,,中國政府對于工業(yè)給予了極大的扶 持力度,,這無疑推動了工業(yè)的發(fā)展,同時工業(yè)為國民經(jīng) 濟增長也貢獻出了巨大的力量,,促進了經(jīng)濟指數(shù)的增長,。在這樣的時代背景下,工業(yè)廢棄物隨意排放,,對人們的生存環(huán)境造成了極大的影響,。沒有經(jīng)過嚴格處理和檢驗 的生活廢水與工業(yè)廢水排入河流當(dāng)中,重金屬的含量往 往超過排放標準的要求,,有時這些被排放的廢水重金屬 含量可以達到數(shù)百微克每升,,污泥中所含重金屬甚至高 達 1 g/L,,這對于我國的水體而言是嚴重的威脅。因此,, 人們必須要對污水排放進行嚴格的監(jiān)管,,避免污水流入 土壤,導(dǎo)致重金屬大量堆積,,給土壤造成嚴重的污染,。


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土壤中的重金屬含量檢測技術(shù)

土壤中重金屬含量檢測技術(shù)主要包括傳統(tǒng)的光譜技術(shù)、新型檢測技術(shù)等,,下面列舉幾種技術(shù)在土壤 重金屬含量檢測中的應(yīng)用,。


  (一)傳統(tǒng)光譜技術(shù)

  1、原子熒光光譜法

  此種方法適用于對有熒光的重金屬進行檢測,, 但是在進行土壤重金屬檢測的過程中有些重金屬本身 并沒有熒光,,因此需要添加一定的熒光分析試劑,使 得原子光譜法的使用更加靈活,。原子熒光法對于重 金屬含量的檢測速度快,,數(shù)據(jù)準確,可以作為一種基 礎(chǔ)的重金屬檢測技術(shù),。例如,,向土壤樣本中加入王水, 微波消解對銅進行萃取,,然后利用氧化法對土壤中的 Cd 元素含量進行檢測,。


  2、原子吸收光譜法 此種方法是為了提高重金屬的靈敏性,,以提升 樣本的檢測水平,,一般應(yīng)用于檢測的準備階段。此種 方法與濕法,、干法,、微波消解法進行結(jié)合,可以對檢 測結(jié)果進行快速的定量分析 ,。


  3,、X 射線熒光光譜法 此種方法能夠?qū)崿F(xiàn)大批量的土壤檢測,可檢測 的重金屬種類多,,具有很好的發(fā)展前景,。其中,超軟 X 射線對重金屬檢測的靈敏度高,,是此種檢測法中的 一種主流發(fā)展方向,。現(xiàn)階段,此法能夠直接檢測出重 金屬濃度含量,,能夠迅速判別重金屬種類,。


  4,、電感耦合等離子體 - 原子發(fā)射光譜法 電感耦合等離子體 - 原子發(fā)射光譜法是以等離子 體為激發(fā)光源的原子發(fā)射光譜測試分析方法,可同時對 多元素進行定性,、定量檢測,,其檢出限低、耗時少,、準 確度高 。但是,,此法檢測的成本較高,,干擾元素多, 檢測過程比較復(fù)雜,,對前處理要求和檢測人員要求都高,。


  (二)新型檢測技術(shù)

  1、酶抑制法

  重金屬元素可以對細胞活性產(chǎn)生抑制作用,,因 此使用活性酶進行土壤檢測檢測,,通過分析酶活性判 斷土壤中是否含有重金屬。此種檢測方法需要進行定 性要求才能進行使用,,使用的可抑制活性酶要與所需 檢測重金屬含量進行匹配,。同時,該方法對驗環(huán)境的 要求比較苛刻,,必須選擇好相應(yīng)的緩沖液才能夠精確 分析土壤中的重金屬含量,。


  2、生物傳感器法

  由于生物傳感器會因各種外界因素的影響縮短壽 命,,影響土壤檢測的結(jié)果,,因此此種方法還未普及,現(xiàn) 階段人們對生物傳感器進行大量的研究,。例如,,新型葡 萄糖氧化酶生物傳感器能夠有效地對土壤中的汞元素含 量進行檢測,此種傳感具有可再生能力,,能夠進行循環(huán) 使用,,這無疑大大節(jié)省了生物傳感器的檢測費用。


  (三)電化學(xué)分析檢測技術(shù)

  電化學(xué)分析檢測運用電化學(xué)傳感器對土壤中的 重金屬含量進行檢測,,這種檢測方式速度比較快,,檢 測過程全程自動化,因此較多地應(yīng)用于土壤現(xiàn)場檢 測,。需要注意的是,,這種檢測技術(shù)容易受其他土壤污 染物的影響,其主要應(yīng)用于對普通漿料的檢測,。所以,, 電化學(xué)檢測也是未來檢測手段中一項需重點研發(fā)的工 作,,以提升檢測的靈敏度與檢測過程中的抗干擾水平。


  (四)免疫分析檢測技術(shù)

  免疫分析檢測技術(shù)的靈敏性較高,,檢測過程比 較特殊,,通過使用免疫分析的手段對土壤中重金屬的 含量進行檢測。在使用此種檢測方式時,,人們需要注 意:一是確保載體蛋白能與金屬離子的化合物連接并 產(chǎn)生免疫原性;二是為保證氧化還原反應(yīng)的順利進行,, 人們應(yīng)為檢測絡(luò)合物預(yù)留一定的空間結(jié)構(gòu)。為確保檢 測過程的精準性,,工作人員要注意將具有特異性抗體 與金屬化合離子進行綜合,。


  (五)太赫茲光譜檢測技術(shù)

  太赫茲光譜檢測技術(shù)是一種新型的前沿科技, 通過對分子內(nèi)部或分子間相互作用進行激勵,,實現(xiàn)對 土壤重金屬含量的有效探測,。從本質(zhì)上來講,它就是 通過化學(xué)激勵震動所需吸收能量對土壤中的重金屬含 量進行檢測,。使用此項技術(shù)的大多為科研工作人員,。


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土壤重金屬含量檢測技術(shù)的發(fā)展

  目前,土壤檢測主要使用的傳統(tǒng)手段,,因此檢測流程相對復(fù)雜,,檢測時間較長,檢測效率較低,,在短時間內(nèi)無法做到對樣本的精確檢測,。未來,檢測技術(shù) 應(yīng)向更加高效便捷的自動化方向發(fā)展,,縮減人力手工 檢測時間,,使土壤檢測的水平再上一個高度。新型技 術(shù)的應(yīng)用將極大提升土壤中重金屬污染情況的檢測,, 從而對土壤中重金屬的含量及其區(qū)域的污染情況有充 足的認識,,為環(huán)境治理提供參考依據(jù),同時通過環(huán)境 檢測及時整治區(qū)域環(huán)境,,對污染較為嚴重的區(qū)域進行 化工生產(chǎn)的管制,,提升區(qū)域環(huán)境質(zhì)量。