张涛
山东微谱检测技术有限公司 山东济南250000
摘要：众所周知，土壤中的重金属可以通过农作物进行食物链的传递，对人类健康造成危害，因此被重金属污染的土壤需要进行治理、修复以消除重金属对环境和人类的危害。基于此，本文就土壤重金属污染现状及检测技术进行简要探讨。
关键词：土壤；重金属污染；现状；检测技术；
1土壤重金属污染现状分析
我国进行了初次全国土壤污染状况调查，调查的范围包括中国所有的耕地，还有一部分林地、草地、未利用地与建设用地。此次调查面积总计约为630万平方公里。整体上来分析此次调查结果，从调查数据上可以发现我们国家的土壤环境问题非常严重，其中尤为重要的是工矿业废弃地土壤的环境问题。根据公布的调查结果，全国的土壤超标率达到了16.1%。依照污染状况的轻重程度划分，重度污染点位所占的比例为1.1%、中度污染点位所占的比例为1.5%、轻度污染点位所占比例为2.3%、轻微污染点位所占比例比例最高达到了11.2%。按照污染状况的类型来划分，土壤的污染类型主要以无机为主，其次为有机类型次之，复合类型的污染所占比例最小。污染物超标类型占比最大的是无机类型污染物，超标点位数量占总数量82.8%。检出无机类型污染物中的污染因子镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、铜(Cu)、铅(Pb)、铬(Cr)、锌(Zn)、镍(Ni)8种污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。在空间分布上，我国南方的土壤污染状况要比北方土壤污染状况要严重。
东北老工业基地、珠江三角洲、长江三角洲等局部区域土壤的污染状况尤为突出。在我国中南地区和西南地区土壤重金属污染范围是较大的。到目前为止，我国受到重金属铅、镉、砷等重金属污染的农用地已经超过了2000多万公顷，污染面积占到了我国总农用地面积的20%以上;同时工业污染造成的污染范围也达到了千万公顷级别［3］。
2 土壤重金属检测方法
2.1光度法
紫外－可见分光光度法是测定重金属离子是常用的检测方法之一，主要是利用金属离子可以和某些显色剂形成对特定波长有吸光的物质而建立起来的检测方法。该法操作简单、仪器设备低廉、检测成本低，适合于测定土壤中某一种重金属含量。鲁秀国等利用KI－Cd(Ⅱ)－罗丹明B离子蒂合分光光度法测定了土壤中Cd含量。
2.2原子吸收光谱法
原子吸收光谱法(AAS)是基于待测元素气态基态原子对该元素原子特征谱线的吸收程度来定量测定待测元素含量的一种分析方法，具有灵敏度高、选择性强的特点，但不适合多种金属元素的同时测定。根据原子化器的不同，可分为火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法。焦二虎采用石墨炉原子吸收法测定了土壤样品的铅、镉、钴、锑、铍含量，该法简便、快速、准确。
2.3原子荧光光谱法
原子荧光光谱法(AFS)是根据每种元素均有自己特定的原子荧光光谱，原子荧光强度和试样中待测元素含量成正比而建立起来的测定方法。该方法灵敏度高、谱线简单，是土壤中砷、汞等重金属含量常用测定方法。徐雅晴［1］等采用微波消解处理土壤样品后，使用AFS同时测定砷、汞含量，线性良好，精密度和回收率也较高。
2.4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法(ICP－AES)是以电感耦合等离子矩为激发光源的光谱分析方法，主要是根据待测元素离子和原子在特定激发光源下能出现特征辐射，特征辐射强度与待测元素离子浓度成正比，据此对元素进行定量分析。该方法检出限低、检测速度快，可同时测定多元素，在土壤重金属检测中应用广泛。倪张林［2］等以聚丙烯管为消解容器，建立了林地土壤中钡、铜、钴、铬、锰、镍、铅、钒、锌9种重金属的快速消解－电感耦合等离子体发射光谱法。
2.5电感耦合等离子体质谱法
电感耦合等离子体质谱法(ICP－MS)作为公认的强有力的痕量和超痕量元素分析技术，具有图谱简单、分析速度快、检出限低、动态线性范围宽、能同时准确、快速检测多种金属元素的优点。罗治定［2］等采用二乙基三胺五乙酸(DTPA)浸提石灰性土壤样品中有效态Cu、Zn、Fe、Mn后，通过将样品溶液稀释10倍～30倍及在标准溶液系列中加入DTPA溶液进行基体匹配的方法来消除基体干扰，采用氦碰撞模式消除多原子离子干扰，建立了采用ICP－MS测定石灰性土壤样品中有效态Cu、Zn、Fe、Mn的方法。
2.6 X射线荧光光谱法
上述几种土壤重金属测定方法均需对土壤样品进行前处理，前处理时间占总测定时间2/3以上，不适用土壤快速检测。X射线荧光光谱法具有快速、成本低、可同时检测多种元素等优点，美国已编制了将X射线荧光光谱法用于土壤重金属含量检测的相关标准，但未详细规定检测方法。倪子月［3］设计了一个富集装置对土壤中汞进行富集，然后用X射线荧光光谱仪快速检测了土壤中汞含量，可以实现农业用地土壤中重金属汞的快速检测。杨桂兰［4］探究了便携式X射线荧光光谱(PXＲF)法用于典型土壤中Cr、Cu、Zn、As、Pb、Ni六种重金属的精密度和准确度实验。
3 修复模式
重金属污染土壤修复工程目前主要的修复模式包括:原地异位处理、原位处理和异地处理/处置这三种模式。原地异位处理指的是污染土壤挖掘后在原场地进行处置，处置过程均在原场地范围内。这种处置模式的优点是无须客土回填，避免了资源的浪费。能够快速清理污染源，并且切断暴露途径，可以避免土壤转运出厂引起的二次污染。原位处理指的是不对地块内的污染土壤进行挖掘，在原污染污染区域直接进行土壤修复作业。这种修复模式避免了土壤开挖转运造成的二次污染，同时也避免了因清理污染土壤造成的环境风险。异地处理/处置指的是将污染的土壤转运至其他场地或者修复工厂进行处置。与其他两种修复模式相比，这种模式能够快速清理污染源，缩短修复周期。但是同时因为污染土壤的转运，也容易造成二次污染。此种修复模式在实施过程中要对修复过程进行严格的监督和管理。在修复工程实施的策略的选择上，首先要对前期污染土壤的污染状况调查与风险评估等资料进行分析研究，然后再根据地块特征条件、地块的特征污染物、地块的修复目标、地块的修复范围、地块的清理时间、地块的清理风险、对客土的需求、运输的成本、运输过程中的风险、污染土壤堆置成本、污染土壤堆置过程中的风险、土壤修复的成本、土壤修复的时间、工程实施的风险、工程成本、工程实施时间这些方面进行综合比选之后确定修复模式。
结束语
综上所述，土壤中重金属检测工作是保障人们生存环境和食品健康的必需手段。就目前研究现状而言，AAS、AFS、ICP－AES、ICP－MS等传统方法是土壤中重金属检测的主流方法。随着科学技术的进步，人工智能技术如高光谱遥感技术等现场检测技术、激光诱导击穿光谱技术、磁化率技术等也开始成为土壤中重金属检测的研究重点内容。
参考文献:
［1］王兴利，王晨野，吴晓晨，王晶博，穆晓东，杨晓姝，胡小飞，高静.重金属污染土壤修复技术研究进展［J］.化学与生物工程，2019，36(02):01-07+11.
［2］梁雅雅，易筱筠，党志，王琴，高双全，唐婕，张政芳.某铅锌尾矿库周边农田土壤重金属污染状况及风险评价［J］.农业环境科学学报，2019，38(01):103-110.
［3］徐建明，孟俊，刘杏梅，施加春，唐先进.我国农田土壤重金属污染防治与粮食安全保障［J］.中国科学院院刊，2018，33(02):153-159.