土壤中重金属监测前处理方法研究

张亚南　宋彦杰

摘 要：随着我国工业化的发展，土壤环境问题也逐渐的受到國家的重视，尤其是土壤环境中的重金属污染问题，严重的威胁着植物的生长，对人们生活和生产产生严重影响。由于土壤的重金属污染问题在短时期内不可能快速的解决，并且也是短期不可逆过程。在土壤植物系统中，一旦土壤出现重金属污染问题，重金属会随着食物链进入到农产品中，严重的影响到了农产品的质量和安全，危害到人们的健康。因此对土壤中重金属污染进行监测是十分必要的。随着科学技术的不断发展，对于土壤中重金属的监测方法主要出现了以下的几种：高光谱学（基于3S技术）、环境磁学、生物学方法。

关键词：土壤 重金属 监测 前处理 方法 分析研究

1重金属污染概述

重金属污染主要是指汞、镉、铅、铬以及金属砷等生物毒性显著的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属，例如锌、铜、钴、镍、锡等。但是就目前来说，在重金属中人们最为重视和关注的是汞、镉、铅等。由于重金属污染是现在土壤污染中面积最广，危害性最大的环境问题之一，我国对这方面的问题也十分重视。在2013年的时候国务院办公厅发布了《近期土壤环境保护和综合治理工作安排》，文件中对土壤重金属污染问题提出了相关的方法，对于土壤重金属监测分析具有十分重要的意义和作用。对土壤重金属的监测有多种方法，首先是有传统的测定方法，主要是使用化学分析仪器，例如原子吸收光谱（AAS）、原子荧光光谱（AFS）、电感耦合离子体发射光谱（ICP-AES）、分光光度法、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法、电化学法等各种各样方法。但是使用这些方法对土壤中的重金属进行监测都需要价格昂贵的仪器，并且监测的过程也是十分复杂的，这就使得监测工作的效率十分低下，监测的成本也比较高的。而且其中使用的有机试剂对环境也容易造成污染，这就使得使用传统的方法监测土壤中的重金属很难满足相关的要求。

2土壤重金属监测方法分析

2.1异位监测方法

对土壤中的重金属进行监测所使用的异味监测方法其实是一种比较传统的方法，我们使用这种方法对土壤中的重金属进行监测，监测的时间是比较长的，但是精准度是比较高的，因此在土壤重金属监测中的使用也是比较广泛的。我们首先是需要对样品进行采样，然后就需要进行实验室分析，而实验室分析的方法我们是可以分为化学分析法和仪器分析法这两种。

2.1.1化学分析方法

化学分析法主要是以特定的化学反应为基础的分析方法，在土壤重金属监测中常常使用的化学分析方法主要是滴定法（容量法）。这主要是由于这种方法在土壤重金属监测中相关的操作是比较简单的，而且结果也比较准确。但是由于相关的样品前处理比较繁琐，而且灵敏度也比较低，因此常常用在土壤中重金属含量以及一些微量元素的研究和分析。

2.1.2仪器分析方法

对土壤重金属进行监测过程中，由于化学分析法不能精准的定量其中的重金属，因此在监测的过程中就将精密的仪器引入到化学分析中，目前，在土壤重金属监测中所使用的仪器主要包括光学类仪器、电化学类仪器和联用仪器。

2.2 原位监测方法

原位监测方法其实就是在不影响被测物的状态以及周围环境的前提下，对目标物的含量进行实时的在线跟踪测定。对土壤中的重金属进行监测主要是采用电磁感应、地理信息系统等相关的方法以及先进的多元统计和地理统计的方法，这样不仅方便了对土壤特性的分析研究，而且能在时间和空间上对土壤中的重金属进行科学的分析和研究。这种研究方法主要是利用全球定位系统定位被监测地区的土壤，依靠原位分析技术结合遥感技术获取相关信息，对土壤中的重金属进行有效、科学的监测。目前，支持原位分析法的相关技术主要包括以下的三种，分别是高光谱分析技术、环境磁学技术和生物量间接测定技术。

3前处理方法分析

3.1电加热-全酸分解法分析

土壤重金属监测前处理方法首先是电加热—全酸分解法，步骤主要是如下几方面：首先，在监测的时候进行采样。取0.5000g的土壤样品放置在四氟乙烯坩埚中，加入几滴水润湿，加入10mL浓盐酸，低温加热蒸发到剩下5mL的时候，加入15mL浓硝酸，加热到粘稠现象，再加入10mL氢氟酸继续进行加热，适时的摇动坩埚，最后加入5mL高氯酸，继续进行加热处理，一直到白烟冒尽，分解物出现了白色或者是淡黄色的粘稠物。对分解物进行冷却处理之后使用稀酸溶液10%的硝酸对坩埚内壁以及坩埚的盖子进行冲洗，温热溶解就会出现残渣，冷却处理之后就定容在50mL。

3.2微波消解法分析

使用微波消解法对土壤中的重金属进行监测，不仅能够使得土壤样品的处理更加准确和安全，而且还可以使样品的处理更加快速。这主要是由于微波是一种频率在300GHz的电磁波，当电磁波通过采集的土壤样品的时候，极性分子能够随着微波的频率快速进行变换和取向。例如将微波调制为2450MHz的时候，分子每一分钟的变换方向就达到了24.5亿次，这就使得分子来回的进行转动，并且与周围的分子相互碰撞和摩擦，总能量就不断的增加，使得土壤样品的温度不断上升，使得试液中的带电粒子、水合离子等在交变的电磁场中出现来回的迁移运动，并与邻近的分子出现撞击运动。由于受到电场力的作用，使得试样的温度不断的升高。微波消解法主要是通过土壤样品与酸的混合物吸收微波能，快速加热，达到消解土壤样品的目的。

4结束语

土壤是人类生存中重要的自然资源之一，也是人类生态环境中的重要组成部分。随着我国工业化的发展、城市污染加剧以及农业生产中农用化学物质的使用，使得土壤的污染程度不断加深，尤其是土壤重金属污染问题，对植物的生长发育有着严重的影响，不仅会阻碍农作物和植物的生长，而且还会影响到农作物的产量，严重的还会污染地下水资源。本文主要就土壤中重金属监测过程中的前处理方法进行分析研究，希望可为我国土壤中重金属的监测和处理提供一些建议和借鉴。

参考文献：

[1] 石奥.测定土壤中重金属元素时前处理方法的改进[J].中国无机分析化学，2016，6（04）：4-7.

[2] 孙晨秋，张艳飞，姜东波，赵智慧.土壤重金属分析前处理方法比较研究[J].中国环境管理干部学院学报，2015，25（02）：64-66.